47fd9b6a3484b7e9595c48f08e8501cc9ceaf258
[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 Libav.
8  *
9  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 DEBUG
30 //#define ASSERT_LEVEL 2
31
32 #include <stdint.h>
33
34 #include "libavutil/audioconvert.h"
35 #include "libavutil/avassert.h"
36 #include "libavutil/crc.h"
37 #include "libavutil/opt.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "put_bits.h"
40 #include "dsputil.h"
41 #include "ac3dsp.h"
42 #include "ac3.h"
43 #include "audioconvert.h"
44 #include "fft.h"
45
46
47 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
48 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
49 #endif
50
51
52 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
53 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
54
55 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
56 #define MAC_COEF(d,a,b) ((d)+=(a)*(b))
57 typedef float SampleType;
58 typedef float CoefType;
59 typedef float CoefSumType;
60 #else
61 #define MAC_COEF(d,a,b) MAC64(d,a,b)
62 typedef int16_t SampleType;
63 typedef int32_t CoefType;
64 typedef int64_t CoefSumType;
65 #endif
66
67 typedef struct AC3MDCTContext {
68     const SampleType *window;           ///< MDCT window function
69     FFTContext fft;                     ///< FFT context for MDCT calculation
70 } AC3MDCTContext;
71
72 /**
73  * Encoding Options used by AVOption.
74  */
75 typedef struct AC3EncOptions {
76     /* AC-3 metadata options*/
77     int dialogue_level;
78     int bitstream_mode;
79     float center_mix_level;
80     float surround_mix_level;
81     int dolby_surround_mode;
82     int audio_production_info;
83     int mixing_level;
84     int room_type;
85     int copyright;
86     int original;
87     int extended_bsi_1;
88     int preferred_stereo_downmix;
89     float ltrt_center_mix_level;
90     float ltrt_surround_mix_level;
91     float loro_center_mix_level;
92     float loro_surround_mix_level;
93     int extended_bsi_2;
94     int dolby_surround_ex_mode;
95     int dolby_headphone_mode;
96     int ad_converter_type;
97
98     /* other encoding options */
99     int allow_per_frame_metadata;
100     int stereo_rematrixing;
101 } AC3EncOptions;
102
103 /**
104  * Data for a single audio block.
105  */
106 typedef struct AC3Block {
107     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
108     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
109     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
110     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
111     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
112     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
113     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
114     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
115     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
116     uint8_t  coeff_shift[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< fixed-point coefficient shift values
117     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
118     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
119     struct AC3Block *exp_ref_block[AC3_MAX_CHANNELS]; ///< reference blocks for EXP_REUSE
120 } AC3Block;
121
122 /**
123  * AC-3 encoder private context.
124  */
125 typedef struct AC3EncodeContext {
126     AVClass *av_class;                      ///< AVClass used for AVOption
127     AC3EncOptions options;                  ///< encoding options
128     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
129     DSPContext dsp;
130     AC3DSPContext ac3dsp;                   ///< AC-3 optimized functions
131     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
132
133     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
134
135     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
136     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
137
138     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
139     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
140
141     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
142     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
143     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
144     uint16_t crc_inv[2];
145     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
146     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
147
148     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
149     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
150     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
151     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
152     int has_center;                         ///< indicates if there is a center channel
153     int has_surround;                       ///< indicates if there are one or more surround channels
154     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
155     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
156
157     int center_mix_level;                   ///< center mix level code
158     int surround_mix_level;                 ///< surround mix level code
159     int ltrt_center_mix_level;              ///< Lt/Rt center mix level code
160     int ltrt_surround_mix_level;            ///< Lt/Rt surround mix level code
161     int loro_center_mix_level;              ///< Lo/Ro center mix level code
162     int loro_surround_mix_level;            ///< Lo/Ro surround mix level code
163
164     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
165     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
166     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
167
168     int rematrixing_enabled;                ///< stereo rematrixing enabled
169     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
170
171     /* bitrate allocation control */
172     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
173     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
174     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
175     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
176     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
177     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
178     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
179     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
180     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
181     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
182     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
183     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
184
185     SampleType **planar_samples;
186     uint8_t *bap_buffer;
187     uint8_t *bap1_buffer;
188     CoefType *mdct_coef_buffer;
189     int32_t *fixed_coef_buffer;
190     uint8_t *exp_buffer;
191     uint8_t *grouped_exp_buffer;
192     int16_t *psd_buffer;
193     int16_t *band_psd_buffer;
194     int16_t *mask_buffer;
195     uint16_t *qmant_buffer;
196
197     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
198
199     DECLARE_ALIGNED(32, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
200 } AC3EncodeContext;
201
202 typedef struct AC3Mant {
203     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
204     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
205 } AC3Mant;
206
207 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
208 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
209     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
210 };
211
212 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
213 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
214     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
215 };
216
217 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
218 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
219     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
220     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
221 };
222
223
224 #define OFFSET(param) offsetof(AC3EncodeContext, options.param)
225 #define AC3ENC_PARAM (AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
226
227 static const AVOption options[] = {
228 /* Metadata Options */
229 {"per_frame_metadata", "Allow Changing Metadata Per-Frame", OFFSET(allow_per_frame_metadata), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
230 /* downmix levels */
231 {"center_mixlev", "Center Mix Level", OFFSET(center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
232 {"surround_mixlev", "Surround Mix Level", OFFSET(surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, LEVEL_MINUS_6DB, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
233 /* audio production information */
234 {"mixing_level", "Mixing Level", OFFSET(mixing_level), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 111, AC3ENC_PARAM},
235 {"room_type", "Room Type", OFFSET(room_type), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
236     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
237     {"large",        "Large Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
238     {"small",        "Small Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
239 /* other metadata options */
240 {"copyright", "Copyright Bit", OFFSET(copyright), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
241 {"dialnorm", "Dialogue Level (dB)", OFFSET(dialogue_level), FF_OPT_TYPE_INT, -31, -31, -1, AC3ENC_PARAM},
242 {"dsur_mode", "Dolby Surround Mode", OFFSET(dolby_surround_mode), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 2, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
243     {"notindicated", "Not Indicated (default)",    0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
244     {"on",           "Dolby Surround Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
245     {"off",          "Not Dolby Surround Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
246 {"original", "Original Bit Stream", OFFSET(original), FF_OPT_TYPE_INT, 1, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
247 /* extended bitstream information */
248 {"dmix_mode", "Preferred Stereo Downmix Mode", OFFSET(preferred_stereo_downmix), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
249     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
250     {"ltrt", "Lt/Rt Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
251     {"loro", "Lo/Ro Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
252 {"ltrt_cmixlev", "Lt/Rt Center Mix Level", OFFSET(ltrt_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
253 {"ltrt_surmixlev", "Lt/Rt Surround Mix Level", OFFSET(ltrt_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
254 {"loro_cmixlev", "Lo/Ro Center Mix Level", OFFSET(loro_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
255 {"loro_surmixlev", "Lo/Ro Surround Mix Level", OFFSET(loro_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
256 {"dsurex_mode", "Dolby Surround EX Mode", OFFSET(dolby_surround_ex_mode), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
257     {"notindicated", "Not Indicated (default)",       0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
258     {"on",           "Dolby Surround EX Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
259     {"off",          "Not Dolby Surround EX Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
260 {"dheadphone_mode", "Dolby Headphone Mode", OFFSET(dolby_headphone_mode), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
261     {"notindicated", "Not Indicated (default)",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
262     {"on",           "Dolby Headphone Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
263     {"off",          "Not Dolby Headphone Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
264 {"ad_conv_type", "A/D Converter Type", OFFSET(ad_converter_type), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 1, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
265     {"standard", "Standard (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
266     {"hdcd",     "HDCD",               0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
267 /* Other Encoding Options */
268 {"stereo_rematrixing", "Stereo Rematrixing", OFFSET(stereo_rematrixing), FF_OPT_TYPE_INT, 1, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
269 {NULL}
270 };
271
272 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
273 static AVClass ac3enc_class = { "AC-3 Encoder", av_default_item_name,
274                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
275 #else
276 static AVClass ac3enc_class = { "Fixed-Point AC-3 Encoder", av_default_item_name,
277                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
278 #endif
279
280
281 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
282
283 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
284
285 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
286                              int nbits);
287
288 static void apply_window(DSPContext *dsp, SampleType *output, const SampleType *input,
289                          const SampleType *window, unsigned int len);
290
291 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
292
293 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
294
295
296 /**
297  * LUT for number of exponent groups.
298  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
299  */
300 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
301
302
303 /**
304  * List of supported channel layouts.
305  */
306 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
307      AV_CH_LAYOUT_MONO,
308      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
309      AV_CH_LAYOUT_2_1,
310      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
311      AV_CH_LAYOUT_2_2,
312      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
313      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
314      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
315      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
316     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
317     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
318     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
319     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
320     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
321     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
322     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
323      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
324      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
325      0
326 };
327
328
329 /**
330  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
331  * number of full-bandwidth channels.
332  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
333  */
334 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
335 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
336
337     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
338       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
339       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
340
341     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
342       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
343       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
344
345     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
346       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
347       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
348
349     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
350       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
351       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
352
353     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
354       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
355       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
356 };
357
358
359 /**
360  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
361  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
362  */
363 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
364 {
365     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
366         s->bits_written    -= s->bit_rate;
367         s->samples_written -= s->sample_rate;
368     }
369     s->frame_size = s->frame_size_min +
370                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
371     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
372     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
373 }
374
375
376 /**
377  * Deinterleave input samples.
378  * Channels are reordered from Libav's default order to AC-3 order.
379  */
380 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
381                                        const SampleType *samples)
382 {
383     int ch, i;
384
385     /* deinterleave and remap input samples */
386     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
387         const SampleType *sptr;
388         int sinc;
389
390         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
391         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
392                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
393
394         /* deinterleave */
395         sinc = s->channels;
396         sptr = samples + s->channel_map[ch];
397         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
398             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
399             sptr += sinc;
400         }
401     }
402 }
403
404
405 /**
406  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
407  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
408  * loss due to fixed-point calculations.
409  */
410 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
411 {
412     int blk, ch;
413
414     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
415         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
416             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
417             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
418
419             apply_window(&s->dsp, s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
420
421             block->coeff_shift[ch] = normalize_samples(s);
422
423             s->mdct.fft.mdct_calcw(&s->mdct.fft, block->mdct_coef[ch],
424                                    s->windowed_samples);
425         }
426     }
427 }
428
429
430 /**
431  * Determine rematrixing flags for each block and band.
432  */
433 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
434 {
435     int nb_coefs;
436     int blk, bnd, i;
437     AC3Block *block, *block0;
438
439     if (s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
440         return;
441
442     s->num_rematrixing_bands = 4;
443
444     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
445
446     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
447         block = &s->blocks[blk];
448         block->new_rematrixing_strategy = !blk;
449         if (!s->rematrixing_enabled)
450             continue;
451         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
452             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
453             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
454             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
455             CoefSumType sum[4] = {0,};
456             for (i = start; i < end; i++) {
457                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
458                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
459                 CoefType md = lt + rt;
460                 CoefType sd = lt - rt;
461                 MAC_COEF(sum[0], lt, lt);
462                 MAC_COEF(sum[1], rt, rt);
463                 MAC_COEF(sum[2], md, md);
464                 MAC_COEF(sum[3], sd, sd);
465             }
466
467             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
468             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
469                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
470             else
471                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
472
473             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
474             if (blk &&
475                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
476                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
477             }
478         }
479         block0 = block;
480     }
481 }
482
483
484 /**
485  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
486  */
487 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
488 {
489     int nb_coefs;
490     int blk, bnd, i;
491     int start, end;
492     uint8_t *flags;
493
494     if (!s->rematrixing_enabled)
495         return;
496
497     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
498
499     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
500         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
501         if (block->new_rematrixing_strategy)
502             flags = block->rematrixing_flags;
503         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
504             if (flags[bnd]) {
505                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
506                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
507                 for (i = start; i < end; i++) {
508                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
509                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
510                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
511                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
512                 }
513             }
514         }
515     }
516 }
517
518
519 /**
520  * Initialize exponent tables.
521  */
522 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
523 {
524     int expstr, i, grpsize;
525
526     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
527         grpsize = 3 << expstr;
528         for (i = 73; i < 256; i++) {
529             exponent_group_tab[expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
530         }
531     }
532     /* LFE */
533     exponent_group_tab[0][7] = 2;
534 }
535
536
537 /**
538  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
539  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
540  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
541  */
542 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
543 {
544     int blk, ch;
545
546     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
547         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
548             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
549             s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch],
550                                         AC3_MAX_COEFS);
551         }
552     }
553 }
554
555
556 /**
557  * Exponent Difference Threshold.
558  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
559  */
560 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
561
562
563 /**
564  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
565  */
566 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy,
567                                     uint8_t *exp)
568 {
569     int blk, blk1;
570     int exp_diff;
571
572     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
573        reused in the next frame */
574     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
575     exp += AC3_MAX_COEFS;
576     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
577         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
578         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
579             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
580         else
581             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
582         exp += AC3_MAX_COEFS;
583     }
584
585     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
586        recoded, we use a coarse encoding */
587     blk = 0;
588     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
589         blk1 = blk + 1;
590         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
591             blk1++;
592         switch (blk1 - blk) {
593         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
594         case 2:
595         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
596         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
597         }
598         blk = blk1;
599     }
600 }
601
602
603 /**
604  * Calculate exponent strategies for all channels.
605  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
606  */
607 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
608 {
609     int ch, blk;
610
611     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
612         compute_exp_strategy_ch(s, s->exp_strategy[ch], s->blocks[0].exp[ch]);
613     }
614     if (s->lfe_on) {
615         ch = s->lfe_channel;
616         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
617         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
618             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
619     }
620 }
621
622
623 /**
624  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
625  */
626 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
627 {
628     int nb_groups, i, k;
629
630     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
631
632     /* for each group, compute the minimum exponent */
633     switch(exp_strategy) {
634     case EXP_D25:
635         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
636             uint8_t exp_min = exp[k];
637             if (exp[k+1] < exp_min)
638                 exp_min = exp[k+1];
639             exp[i] = exp_min;
640             k += 2;
641         }
642         break;
643     case EXP_D45:
644         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
645             uint8_t exp_min = exp[k];
646             if (exp[k+1] < exp_min)
647                 exp_min = exp[k+1];
648             if (exp[k+2] < exp_min)
649                 exp_min = exp[k+2];
650             if (exp[k+3] < exp_min)
651                 exp_min = exp[k+3];
652             exp[i] = exp_min;
653             k += 4;
654         }
655         break;
656     }
657
658     /* constraint for DC exponent */
659     if (exp[0] > 15)
660         exp[0] = 15;
661
662     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
663        differentially encoded */
664     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
665         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
666     i--;
667     while (--i >= 0)
668         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
669
670     /* now we have the exponent values the decoder will see */
671     switch (exp_strategy) {
672     case EXP_D25:
673         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
674             uint8_t exp1 = exp[i];
675             exp[k--] = exp1;
676             exp[k--] = exp1;
677         }
678         break;
679     case EXP_D45:
680         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
681             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
682             k -= 4;
683         }
684         break;
685     }
686 }
687
688
689 /**
690  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
691  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
692  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
693  * encoded.
694  */
695 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
696 {
697     int blk, blk1, ch;
698     uint8_t *exp, *exp_strategy;
699     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
700
701     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
702         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
703         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
704         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
705
706         blk = 0;
707         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
708             blk1 = blk + 1;
709
710             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
711                and set exponent reference block pointers */
712             s->blocks[blk].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
713             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
714                 s->blocks[blk1].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
715                 blk1++;
716             }
717             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
718
719             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
720             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp, num_reuse_blocks, nb_coefs);
721
722             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk]);
723
724             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
725             blk = blk1;
726         }
727     }
728 }
729
730
731 /**
732  * Group exponents.
733  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
734  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
735  */
736 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
737 {
738     int blk, ch, i;
739     int group_size, nb_groups, bit_count;
740     uint8_t *p;
741     int delta0, delta1, delta2;
742     int exp0, exp1;
743
744     bit_count = 0;
745     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
746         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
747         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
748             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
749             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
750                 continue;
751             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
752             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
753             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
754             p = block->exp[ch];
755
756             /* DC exponent */
757             exp1 = *p++;
758             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
759
760             /* remaining exponents are delta encoded */
761             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
762                 /* merge three delta in one code */
763                 exp0   = exp1;
764                 exp1   = p[0];
765                 p     += group_size;
766                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
767                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
768
769                 exp0   = exp1;
770                 exp1   = p[0];
771                 p     += group_size;
772                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
773                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
774
775                 exp0   = exp1;
776                 exp1   = p[0];
777                 p     += group_size;
778                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
779                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
780
781                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
782             }
783         }
784     }
785
786     s->exponent_bits = bit_count;
787 }
788
789
790 /**
791  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
792  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
793  * and encode final exponents.
794  */
795 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
796 {
797     extract_exponents(s);
798
799     compute_exp_strategy(s);
800
801     encode_exponents(s);
802
803     group_exponents(s);
804
805     emms_c();
806 }
807
808
809 /**
810  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
811  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
812  */
813 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
814 {
815     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
816     int blk;
817     int frame_bits;
818
819     /* assumptions:
820      *   no dynamic range codes
821      *   no channel coupling
822      *   bit allocation parameters do not change between blocks
823      *   SNR offsets do not change between blocks
824      *   no delta bit allocation
825      *   no skipped data
826      *   no auxilliary data
827      */
828
829     /* header size */
830     frame_bits = 65;
831     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
832
833     /* audio blocks */
834     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
835         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
836         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
837             frame_bits++; /* rematstr */
838         }
839         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
840         if (s->lfe_on)
841             frame_bits++; /* lfeexpstr */
842         frame_bits++; /* baie */
843         frame_bits++; /* snr */
844         frame_bits += 2; /* delta / skip */
845     }
846     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
847     /* bit alloc info */
848     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
849     /* csnroffset[6] */
850     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
851     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
852
853     /* auxdatae, crcrsv */
854     frame_bits += 2;
855
856     /* CRC */
857     frame_bits += 16;
858
859     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
860 }
861
862
863 /**
864  * Initialize bit allocation.
865  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
866  */
867 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
868 {
869     int ch;
870
871     /* init default parameters */
872     s->slow_decay_code = 2;
873     s->fast_decay_code = 1;
874     s->slow_gain_code  = 1;
875     s->db_per_bit_code = 3;
876     s->floor_code      = 7;
877     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
878         s->fast_gain_code[ch] = 4;
879
880     /* initial snr offset */
881     s->coarse_snr_offset = 40;
882
883     /* compute real values */
884     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
885        set them once at initialization */
886     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
887     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
888     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
889     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
890     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
891
892     count_frame_bits_fixed(s);
893 }
894
895
896 /**
897  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
898  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
899  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
900  */
901 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
902 {
903     AC3EncOptions *opt = &s->options;
904     int blk, ch;
905     int frame_bits = 0;
906
907     if (opt->audio_production_info)
908         frame_bits += 7;
909     if (s->bitstream_id == 6) {
910         if (opt->extended_bsi_1)
911             frame_bits += 14;
912         if (opt->extended_bsi_2)
913             frame_bits += 14;
914     }
915
916     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
917         /* stereo rematrixing */
918         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
919             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
920             frame_bits += s->num_rematrixing_bands;
921         }
922
923         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
924             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
925                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
926         }
927     }
928     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
929 }
930
931
932 /**
933  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
934  */
935 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
936 {
937     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
938     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
939     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
940     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
941     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
942     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
943     bits += mant_cnt[3] * 3;
944     return bits;
945 }
946
947
948 /**
949  * Calculate masking curve based on the final exponents.
950  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
951  */
952 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
953 {
954     int blk, ch;
955
956     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
957         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
958         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
959             /* We only need psd and mask for calculating bap.
960                Since we currently do not calculate bap when exponent
961                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
962             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
963                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
964                                           s->nb_coefs[ch],
965                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
966                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
967                                            0, s->nb_coefs[ch],
968                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
969                                            ch == s->lfe_channel,
970                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
971                                            block->mask[ch]);
972             }
973         }
974     }
975 }
976
977
978 /**
979  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
980  * They may have been switched during the bit allocation search.
981  */
982 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
983 {
984     int blk, ch;
985     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
986         return;
987     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
988         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
989             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
990         }
991     }
992 }
993
994
995 /**
996  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
997  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
998  * the quantization of each mantissa.
999  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1000  *         is used.
1001  */
1002 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1003 {
1004     int blk, ch;
1005     int mantissa_bits;
1006     int mant_cnt[5];
1007
1008     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1009
1010     reset_block_bap(s);
1011     mantissa_bits = 0;
1012     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1013         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1014         AC3Block *ref_block;
1015         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
1016         // padded to the next whole group size when bits are counted in
1017         // compute_mantissa_size_final
1018         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
1019         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
1020         mant_cnt[4] = 1;
1021         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1022             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1023                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1024                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1025                whenever we reuse exponents. */
1026             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1027             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1028                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(ref_block->mask[ch],
1029                                              ref_block->psd[ch], 0,
1030                                              s->nb_coefs[ch], snr_offset,
1031                                              s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
1032                                              ref_block->bap[ch]);
1033             }
1034             mantissa_bits += s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt,
1035                                                              ref_block->bap[ch],
1036                                                              s->nb_coefs[ch]);
1037         }
1038         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
1039     }
1040     return mantissa_bits;
1041 }
1042
1043
1044 /**
1045  * Constant bitrate bit allocation search.
1046  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1047  */
1048 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1049 {
1050     int ch;
1051     int bits_left;
1052     int snr_offset, snr_incr;
1053
1054     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1055     if (bits_left < 0)
1056         return AVERROR(EINVAL);
1057
1058     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1059
1060     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1061        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1062     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
1063         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1064             return 0;
1065     }
1066
1067     while (snr_offset >= 0 &&
1068            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1069         snr_offset -= 64;
1070     }
1071     if (snr_offset < 0)
1072         return AVERROR(EINVAL);
1073
1074     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1075     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1076         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1077                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1078             snr_offset += snr_incr;
1079             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1080         }
1081     }
1082     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1083     reset_block_bap(s);
1084
1085     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1086     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1087         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1088
1089     return 0;
1090 }
1091
1092
1093 /**
1094  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
1095  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
1096  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
1097  * strategy in 1 channel of 1 block.
1098  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
1099  */
1100 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
1101 {
1102     int ch, blk;
1103
1104     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1105         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1106             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1107                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1108                 return 0;
1109             }
1110         }
1111     }
1112     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1113         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1114             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1115                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1116                 return 0;
1117             }
1118         }
1119     }
1120     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1121         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1122            the block number > 0 */
1123         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1124             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1125                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1126                 return 0;
1127             }
1128         }
1129     }
1130     return -1;
1131 }
1132
1133
1134 /**
1135  * Reduce the bandwidth to reduce the number of bits used for a given SNR offset.
1136  * This is a second fallback for when bit allocation still fails after exponents
1137  * have been downgraded.
1138  * @return non-zero if bandwidth reduction was unsuccessful
1139  */
1140 static int reduce_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int min_bw_code)
1141 {
1142     int ch;
1143
1144     if (s->bandwidth_code[0] > min_bw_code) {
1145         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1146             s->bandwidth_code[ch]--;
1147             s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code[ch] * 3 + 73;
1148         }
1149         return 0;
1150     }
1151     return -1;
1152 }
1153
1154
1155 /**
1156  * Perform bit allocation search.
1157  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1158  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1159  * used to quantize the mantissas.
1160  */
1161 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1162 {
1163     int ret;
1164
1165     count_frame_bits(s);
1166
1167     bit_alloc_masking(s);
1168
1169     ret = cbr_bit_allocation(s);
1170     while (ret) {
1171         /* fallback 1: downgrade exponents */
1172         if (!downgrade_exponents(s)) {
1173             extract_exponents(s);
1174             encode_exponents(s);
1175             group_exponents(s);
1176             ret = compute_bit_allocation(s);
1177             continue;
1178         }
1179
1180         /* fallback 2: reduce bandwidth */
1181         /* only do this if the user has not specified a specific cutoff
1182            frequency */
1183         if (!s->cutoff && !reduce_bandwidth(s, 0)) {
1184             process_exponents(s);
1185             ret = compute_bit_allocation(s);
1186             continue;
1187         }
1188
1189         /* fallbacks were not enough... */
1190         break;
1191     }
1192
1193     return ret;
1194 }
1195
1196
1197 /**
1198  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1199  */
1200 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1201 {
1202     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1203     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1204     return v;
1205 }
1206
1207
1208 /**
1209  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1210  */
1211 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1212 {
1213     int lshift, m, v;
1214
1215     lshift = e + qbits - 24;
1216     if (lshift >= 0)
1217         v = c << lshift;
1218     else
1219         v = c >> (-lshift);
1220     /* rounding */
1221     v = (v + 1) >> 1;
1222     m = (1 << (qbits-1));
1223     if (v >= m)
1224         v = m - 1;
1225     av_assert2(v >= -m);
1226     return v & ((1 << qbits)-1);
1227 }
1228
1229
1230 /**
1231  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1232  */
1233 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1234                                       uint8_t *exp,
1235                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1236 {
1237     int i;
1238
1239     for (i = 0; i < n; i++) {
1240         int v;
1241         int c = fixed_coef[i];
1242         int e = exp[i];
1243         int b = bap[i];
1244         switch (b) {
1245         case 0:
1246             v = 0;
1247             break;
1248         case 1:
1249             v = sym_quant(c, e, 3);
1250             switch (s->mant1_cnt) {
1251             case 0:
1252                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1253                 v = 9 * v;
1254                 s->mant1_cnt = 1;
1255                 break;
1256             case 1:
1257                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1258                 s->mant1_cnt = 2;
1259                 v = 128;
1260                 break;
1261             default:
1262                 *s->qmant1_ptr += v;
1263                 s->mant1_cnt = 0;
1264                 v = 128;
1265                 break;
1266             }
1267             break;
1268         case 2:
1269             v = sym_quant(c, e, 5);
1270             switch (s->mant2_cnt) {
1271             case 0:
1272                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1273                 v = 25 * v;
1274                 s->mant2_cnt = 1;
1275                 break;
1276             case 1:
1277                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1278                 s->mant2_cnt = 2;
1279                 v = 128;
1280                 break;
1281             default:
1282                 *s->qmant2_ptr += v;
1283                 s->mant2_cnt = 0;
1284                 v = 128;
1285                 break;
1286             }
1287             break;
1288         case 3:
1289             v = sym_quant(c, e, 7);
1290             break;
1291         case 4:
1292             v = sym_quant(c, e, 11);
1293             switch (s->mant4_cnt) {
1294             case 0:
1295                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1296                 v = 11 * v;
1297                 s->mant4_cnt = 1;
1298                 break;
1299             default:
1300                 *s->qmant4_ptr += v;
1301                 s->mant4_cnt = 0;
1302                 v = 128;
1303                 break;
1304             }
1305             break;
1306         case 5:
1307             v = sym_quant(c, e, 15);
1308             break;
1309         case 14:
1310             v = asym_quant(c, e, 14);
1311             break;
1312         case 15:
1313             v = asym_quant(c, e, 16);
1314             break;
1315         default:
1316             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1317             break;
1318         }
1319         qmant[i] = v;
1320     }
1321 }
1322
1323
1324 /**
1325  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1326  */
1327 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1328 {
1329     int blk, ch;
1330
1331
1332     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1333         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1334         AC3Block *ref_block;
1335         AC3Mant m = { 0 };
1336
1337         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1338             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1339             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1340                                       ref_block->exp[ch], ref_block->bap[ch],
1341                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1342         }
1343     }
1344 }
1345
1346
1347 /**
1348  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1349  */
1350 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1351 {
1352     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1353
1354     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1355     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1356     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1357     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1358     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1359     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1360     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1361     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1362         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1363     if (s->channel_mode & 0x04)
1364         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1365     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1366         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1367     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1368     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1369     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1370     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1371     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1372     if (opt->audio_production_info) {
1373         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1374         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1375     }
1376     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1377     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1378     if (s->bitstream_id == 6) {
1379         /* alternate bit stream syntax */
1380         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1381         if (opt->extended_bsi_1) {
1382             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1383             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1384             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1385             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1386             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1387         }
1388         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1389         if (opt->extended_bsi_2) {
1390             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1391             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1392             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1393             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1394         }
1395     } else {
1396     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1397     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1398     }
1399     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1400 }
1401
1402
1403 /**
1404  * Write one audio block to the output bitstream.
1405  */
1406 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1407 {
1408     int ch, i, baie, rbnd;
1409     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1410
1411     /* block switching */
1412     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1413         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1414
1415     /* dither flags */
1416     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1417         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1418
1419     /* dynamic range codes */
1420     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1421
1422     /* channel coupling */
1423     if (!blk) {
1424         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1425         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1426     } else {
1427         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1428     }
1429
1430     /* stereo rematrixing */
1431     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1432         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1433         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1434             /* rematrixing flags */
1435             for (rbnd = 0; rbnd < s->num_rematrixing_bands; rbnd++)
1436                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1437         }
1438     }
1439
1440     /* exponent strategy */
1441     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1442         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1443     if (s->lfe_on)
1444         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1445
1446     /* bandwidth */
1447     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1448         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1449             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1450     }
1451
1452     /* exponents */
1453     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1454         int nb_groups;
1455
1456         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1457             continue;
1458
1459         /* DC exponent */
1460         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1461
1462         /* exponent groups */
1463         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1464         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1465             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1466
1467         /* gain range info */
1468         if (ch != s->lfe_channel)
1469             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1470     }
1471
1472     /* bit allocation info */
1473     baie = (blk == 0);
1474     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1475     if (baie) {
1476         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1477         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1478         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1479         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1480         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1481     }
1482
1483     /* snr offset */
1484     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1485     if (baie) {
1486         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1487         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1488             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1489             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1490         }
1491     }
1492
1493     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1494     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1495
1496     /* mantissas */
1497     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1498         int b, q;
1499         AC3Block *ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1500         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1501             q = block->qmant[ch][i];
1502             b = ref_block->bap[ch][i];
1503             switch (b) {
1504             case 0:                                         break;
1505             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1506             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1507             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1508             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1509             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1510             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1511             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1512             }
1513         }
1514     }
1515 }
1516
1517
1518 /** CRC-16 Polynomial */
1519 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1520
1521
1522 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1523 {
1524     unsigned int c;
1525
1526     c = 0;
1527     while (a) {
1528         if (a & 1)
1529             c ^= b;
1530         a = a >> 1;
1531         b = b << 1;
1532         if (b & (1 << 16))
1533             b ^= poly;
1534     }
1535     return c;
1536 }
1537
1538
1539 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1540 {
1541     unsigned int r;
1542     r = 1;
1543     while (n) {
1544         if (n & 1)
1545             r = mul_poly(r, a, poly);
1546         a = mul_poly(a, a, poly);
1547         n >>= 1;
1548     }
1549     return r;
1550 }
1551
1552
1553 /**
1554  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1555  */
1556 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1557 {
1558     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1559     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1560     uint8_t *frame;
1561
1562     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1563
1564     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1565     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1566     flush_put_bits(&s->pb);
1567     frame = s->pb.buf;
1568     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1569     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1570     if (pad_bytes > 0)
1571         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1572
1573     /* compute crc1 */
1574     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1575     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1576     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1577     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1578     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1579
1580     /* compute crc2 */
1581     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1582                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1583     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1584     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1585     if (crc2 == 0x770B) {
1586         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1587         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1588     }
1589     crc2 = av_bswap16(crc2);
1590     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1591 }
1592
1593
1594 /**
1595  * Write the frame to the output bitstream.
1596  */
1597 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1598 {
1599     int blk;
1600
1601     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1602
1603     output_frame_header(s);
1604
1605     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1606         output_audio_block(s, blk);
1607
1608     output_frame_end(s);
1609 }
1610
1611
1612 static void dprint_options(AVCodecContext *avctx)
1613 {
1614 #ifdef DEBUG
1615     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1616     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1617     char strbuf[32];
1618
1619     switch (s->bitstream_id) {
1620     case  6:  strncpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)", 32);      break;
1621     case  8:  strncpy(strbuf, "AC-3 (standard)", 32);        break;
1622     case  9:  strncpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)", 32);  break;
1623     case 10:  strncpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate", 32); break;
1624     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1625     }
1626     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1627     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1628     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1629     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1630     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1631     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1632     if (s->cutoff)
1633         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1634
1635     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1636             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1637     if (s->has_center)
1638         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1639                 s->center_mix_level);
1640     else
1641         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1642     if (s->has_surround)
1643         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1644                 s->surround_mix_level);
1645     else
1646         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1647     if (opt->audio_production_info) {
1648         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1649         switch (opt->room_type) {
1650         case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1651         case 1:  strncpy(strbuf, "large", 32);        break;
1652         case 2:  strncpy(strbuf, "small", 32);        break;
1653         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1654         }
1655         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1656     } else {
1657         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1658         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1659     }
1660     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1661     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1662     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1663         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1664         case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1665         case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1666         case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1667         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1668         }
1669         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1670     } else {
1671         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1672     }
1673     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1674
1675     if (s->bitstream_id == 6) {
1676         if (opt->extended_bsi_1) {
1677             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1678             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1679             case 1:  strncpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1680             case 2:  strncpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1681             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1682             }
1683             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1684             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1685                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1686             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1687                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1688             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1689                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1690             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1691                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1692         } else {
1693             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1694         }
1695         if (opt->extended_bsi_2) {
1696             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1697             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1698             case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1699             case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1700             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1701             }
1702             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1703             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1704             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1705             case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1706             case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1707             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1708             }
1709             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1710
1711             switch (opt->ad_converter_type) {
1712             case 0:  strncpy(strbuf, "standard", 32); break;
1713             case 1:  strncpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1714             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1715             }
1716             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1717         } else {
1718             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1719         }
1720     }
1721 #endif
1722 }
1723
1724
1725 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1726
1727 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1728 {
1729     int i;
1730
1731     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1732         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1733             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1734             break;
1735     }
1736     if (i == v_list_size)
1737         return -1;
1738
1739     return i;
1740 }
1741
1742
1743 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1744                                float *opt_param, const float *list,
1745                                int list_size, int default_value, int min_value,
1746                                int *ctx_param)
1747 {
1748     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1749     if (mixlev < min_value) {
1750         mixlev = default_value;
1751         if (*opt_param >= 0.0) {
1752             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1753                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1754         }
1755     }
1756     *opt_param = list[mixlev];
1757     *ctx_param = mixlev;
1758 }
1759
1760
1761 /**
1762  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1763  * These values can optionally be changed per-frame.
1764  */
1765 static int validate_metadata(AVCodecContext *avctx)
1766 {
1767     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1768     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1769
1770     /* validate mixing levels */
1771     if (s->has_center) {
1772         validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1773                            cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1774                            &s->center_mix_level);
1775     }
1776     if (s->has_surround) {
1777         validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1778                            surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1779                            &s->surround_mix_level);
1780     }
1781
1782     /* set audio production info flag */
1783     if (opt->mixing_level >= 0 || opt->room_type >= 0) {
1784         if (opt->mixing_level < 0) {
1785             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1786                    "room_type is set\n");
1787             return AVERROR(EINVAL);
1788         }
1789         if (opt->mixing_level < 80) {
1790             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1791                    "80dB and 111dB\n");
1792             return AVERROR(EINVAL);
1793         }
1794         /* default room type */
1795         if (opt->room_type < 0)
1796             opt->room_type = 0;
1797         opt->audio_production_info = 1;
1798     } else {
1799         opt->audio_production_info = 0;
1800     }
1801
1802     /* set extended bsi 1 flag */
1803     if ((s->has_center || s->has_surround) &&
1804         (opt->preferred_stereo_downmix >= 0 ||
1805          opt->ltrt_center_mix_level   >= 0 ||
1806          opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 ||
1807          opt->loro_center_mix_level   >= 0 ||
1808          opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1809         /* default preferred stereo downmix */
1810         if (opt->preferred_stereo_downmix < 0)
1811             opt->preferred_stereo_downmix = 0;
1812         /* validate Lt/Rt center mix level */
1813         validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1814                            &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1815                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1816                            &s->ltrt_center_mix_level);
1817         /* validate Lt/Rt surround mix level */
1818         validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1819                            &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1820                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1821                            &s->ltrt_surround_mix_level);
1822         /* validate Lo/Ro center mix level */
1823         validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1824                            &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1825                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1826                            &s->loro_center_mix_level);
1827         /* validate Lo/Ro surround mix level */
1828         validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1829                            &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1830                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1831                            &s->loro_surround_mix_level);
1832         opt->extended_bsi_1 = 1;
1833     } else {
1834         opt->extended_bsi_1 = 0;
1835     }
1836
1837     /* set extended bsi 2 flag */
1838     if (opt->dolby_surround_ex_mode >= 0 ||
1839         opt->dolby_headphone_mode   >= 0 ||
1840         opt->ad_converter_type      >= 0) {
1841         /* default dolby surround ex mode */
1842         if (opt->dolby_surround_ex_mode < 0)
1843             opt->dolby_surround_ex_mode = 0;
1844         /* default dolby headphone mode */
1845         if (opt->dolby_headphone_mode < 0)
1846             opt->dolby_headphone_mode = 0;
1847         /* default A/D converter type */
1848         if (opt->ad_converter_type < 0)
1849             opt->ad_converter_type = 0;
1850         opt->extended_bsi_2 = 1;
1851     } else {
1852         opt->extended_bsi_2 = 0;
1853     }
1854
1855     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1856     if (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2) {
1857         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1858             static int warn_once = 1;
1859             if (warn_once) {
1860                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
1861                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
1862                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
1863                 warn_once = 0;
1864             }
1865         } else {
1866             s->bitstream_id = 6;
1867         }
1868     }
1869
1870     return 0;
1871 }
1872
1873
1874 /**
1875  * Encode a single AC-3 frame.
1876  */
1877 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1878                             int buf_size, void *data)
1879 {
1880     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1881     const SampleType *samples = data;
1882     int ret;
1883
1884     if (s->options.allow_per_frame_metadata) {
1885         ret = validate_metadata(avctx);
1886         if (ret)
1887             return ret;
1888     }
1889
1890     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1891         adjust_frame_size(s);
1892
1893     deinterleave_input_samples(s, samples);
1894
1895     apply_mdct(s);
1896
1897     scale_coefficients(s);
1898
1899     compute_rematrixing_strategy(s);
1900
1901     apply_rematrixing(s);
1902
1903     process_exponents(s);
1904
1905     ret = compute_bit_allocation(s);
1906     if (ret) {
1907         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1908         return ret;
1909     }
1910
1911     quantize_mantissas(s);
1912
1913     output_frame(s, frame);
1914
1915     return s->frame_size;
1916 }
1917
1918
1919 /**
1920  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1921  */
1922 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1923 {
1924     int blk, ch;
1925     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1926
1927     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1928         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1929     av_freep(&s->planar_samples);
1930     av_freep(&s->bap_buffer);
1931     av_freep(&s->bap1_buffer);
1932     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1933     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1934     av_freep(&s->exp_buffer);
1935     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1936     av_freep(&s->psd_buffer);
1937     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1938     av_freep(&s->mask_buffer);
1939     av_freep(&s->qmant_buffer);
1940     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1941         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1942         av_freep(&block->bap);
1943         av_freep(&block->mdct_coef);
1944         av_freep(&block->fixed_coef);
1945         av_freep(&block->exp);
1946         av_freep(&block->grouped_exp);
1947         av_freep(&block->psd);
1948         av_freep(&block->band_psd);
1949         av_freep(&block->mask);
1950         av_freep(&block->qmant);
1951     }
1952
1953     mdct_end(&s->mdct);
1954
1955     av_freep(&avctx->coded_frame);
1956     return 0;
1957 }
1958
1959
1960 /**
1961  * Set channel information during initialization.
1962  */
1963 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1964                                     int64_t *channel_layout)
1965 {
1966     int ch_layout;
1967
1968     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1969         return AVERROR(EINVAL);
1970     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1971         return AVERROR(EINVAL);
1972     ch_layout = *channel_layout;
1973     if (!ch_layout)
1974         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1975
1976     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1977     s->channels     = channels;
1978     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1979     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1980     if (s->lfe_on)
1981         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1982
1983     switch (ch_layout) {
1984     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1985     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1986     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1987     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1988     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1989     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1990     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1991     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1992     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1993     default:
1994         return AVERROR(EINVAL);
1995     }
1996     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
1997     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
1998
1999     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
2000     *channel_layout = ch_layout;
2001     if (s->lfe_on)
2002         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2003
2004     return 0;
2005 }
2006
2007
2008 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
2009 {
2010     int i, ret;
2011
2012     /* validate channel layout */
2013     if (!avctx->channel_layout) {
2014         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2015                                       "encoder will guess the layout, but it "
2016                                       "might be incorrect.\n");
2017     }
2018     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2019     if (ret) {
2020         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2021         return ret;
2022     }
2023
2024     /* validate sample rate */
2025     for (i = 0; i < 9; i++) {
2026         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
2027             break;
2028     }
2029     if (i == 9) {
2030         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2031         return AVERROR(EINVAL);
2032     }
2033     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2034     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
2035     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
2036     s->bitstream_id       = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2037
2038     /* validate bit rate */
2039     for (i = 0; i < 19; i++) {
2040         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
2041             break;
2042     }
2043     if (i == 19) {
2044         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
2045         return AVERROR(EINVAL);
2046     }
2047     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
2048     s->frame_size_code = i << 1;
2049
2050     /* validate cutoff */
2051     if (avctx->cutoff < 0) {
2052         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2053         return AVERROR(EINVAL);
2054     }
2055     s->cutoff = avctx->cutoff;
2056     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2057         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2058
2059     /* validate audio service type / channels combination */
2060     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
2061          avctx->channels == 1) ||
2062         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
2063           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
2064           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
2065          && avctx->channels > 1)) {
2066         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
2067                                     "specified number of channels\n");
2068         return AVERROR(EINVAL);
2069     }
2070
2071     ret = validate_metadata(avctx);
2072     if (ret)
2073         return ret;
2074
2075     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2076                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2077
2078     return 0;
2079 }
2080
2081
2082 /**
2083  * Set bandwidth for all channels.
2084  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2085  * default value will be used.
2086  */
2087 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2088 {
2089     int ch, bw_code;
2090
2091     if (s->cutoff) {
2092         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2093         int fbw_coeffs;
2094         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2095         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2096     } else {
2097         /* use default bandwidth setting */
2098         bw_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2099     }
2100
2101     /* set number of coefficients for each channel */
2102     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
2103         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
2104         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
2105     }
2106     if (s->lfe_on)
2107         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
2108 }
2109
2110
2111 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
2112 {
2113     int blk, ch;
2114     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2115
2116     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
2117                      alloc_fail);
2118     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2119         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
2120                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
2121                           alloc_fail);
2122     }
2123     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2124                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
2125     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2126                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2127     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2128                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2129     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2130                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2131     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2132                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2133     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2134                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2135     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2136                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2137     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2138                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2139     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2140                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2141     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2142         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2143         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
2144                          alloc_fail);
2145         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2146                           alloc_fail);
2147         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
2148                           alloc_fail);
2149         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2150                           alloc_fail);
2151         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
2152                           alloc_fail);
2153         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
2154                           alloc_fail);
2155         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
2156                           alloc_fail);
2157         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
2158                           alloc_fail);
2159
2160         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2161             /* arrangement: block, channel, coeff */
2162             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2163             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2164             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
2165             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2166             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
2167             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
2168             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2169
2170             /* arrangement: channel, block, coeff */
2171             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2172         }
2173     }
2174
2175     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
2176         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2177                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2178         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2179             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2180             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2181                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2182             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2183                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2184         }
2185     } else {
2186         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2187             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2188             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2189                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2190             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2191                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2192         }
2193     }
2194
2195     return 0;
2196 alloc_fail:
2197     return AVERROR(ENOMEM);
2198 }
2199
2200
2201 /**
2202  * Initialize the encoder.
2203  */
2204 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2205 {
2206     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2207     int ret, frame_size_58;
2208
2209     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
2210
2211     ff_ac3_common_init();
2212
2213     ret = validate_options(avctx, s);
2214     if (ret)
2215         return ret;
2216
2217     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2218     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2219         s->bitstream_mode = 0x7;
2220
2221     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2222     s->bits_written    = 0;
2223     s->samples_written = 0;
2224     s->frame_size      = s->frame_size_min;
2225
2226     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2227     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2228     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2229     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2230         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2231         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2232     }
2233
2234     set_bandwidth(s);
2235
2236     exponent_init(s);
2237
2238     bit_alloc_init(s);
2239
2240     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
2241     if (ret)
2242         goto init_fail;
2243
2244     ret = allocate_buffers(avctx);
2245     if (ret)
2246         goto init_fail;
2247
2248     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
2249
2250     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2251     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2252
2253     dprint_options(avctx);
2254
2255     return 0;
2256 init_fail:
2257     ac3_encode_close(avctx);
2258     return ret;
2259 }