vp9: allocate 'b', 'block/uvblock' and 'eob/uveob' dynamically.
[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 #include <stdint.h>
30
31 #include "libavutil/attributes.h"
32 #include "libavutil/avassert.h"
33 #include "libavutil/avstring.h"
34 #include "libavutil/channel_layout.h"
35 #include "libavutil/crc.h"
36 #include "libavutil/internal.h"
37 #include "libavutil/opt.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "me_cmp.h"
40 #include "put_bits.h"
41 #include "audiodsp.h"
42 #include "ac3dsp.h"
43 #include "ac3.h"
44 #include "fft.h"
45 #include "internal.h"
46 #include "ac3enc.h"
47 #include "eac3enc.h"
48
49 typedef struct AC3Mant {
50     int16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
51     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
52 } AC3Mant;
53
54 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
55 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
56     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
57 };
58
59 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
60 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
61     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
62 };
63
64 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
65 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
66     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
67     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
68 };
69
70
71 /**
72  * LUT for number of exponent groups.
73  * exponent_group_tab[coupling][exponent strategy-1][number of coefficients]
74  */
75 static uint8_t exponent_group_tab[2][3][256];
76
77
78 /**
79  * List of supported channel layouts.
80  */
81 const uint64_t ff_ac3_channel_layouts[19] = {
82      AV_CH_LAYOUT_MONO,
83      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
84      AV_CH_LAYOUT_2_1,
85      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
86      AV_CH_LAYOUT_2_2,
87      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
88      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
89      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
90      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
91     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
92     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
93     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
94     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
95     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
96     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
97     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
98      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
99      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
100      0
101 };
102
103
104 /**
105  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
106  * number of full-bandwidth channels.
107  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
108  */
109 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
110 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
111
112     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
113       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
114       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
115
116     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
117       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
118       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
119
120     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
121       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
122       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
123
124     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
125       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
126       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
127
128     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
129       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
130       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
131 };
132
133
134 /**
135  * LUT to select the coupling start band based on the bit rate, sample rate, and
136  * number of full-bandwidth channels. -1 = coupling off
137  * ac3_coupling_start_tab[channel_mode-2][sample rate code][bit rate code]
138  *
139  * TODO: more testing for optimal parameters.
140  *       multi-channel tests at 44.1kHz and 32kHz.
141  */
142 static const int8_t ac3_coupling_start_tab[6][3][19] = {
143 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
144
145     // 2/0
146     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  7,  8, 11, 12, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
147       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  3,  5,  7, 10, 12, 13, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
148       {  0,  0,  0,  0,  1,  2,  2,  9, 13, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
149
150     // 3/0
151     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
152       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
153       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
154
155     // 2/1 - untested
156     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
157       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
158       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
159
160     // 3/1
161     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
162       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
163       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
164
165     // 2/2 - untested
166     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
167       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
168       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
169
170     // 3/2
171     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
172       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
173       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
174 };
175
176
177 /**
178  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
179  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates or any E-AC-3.
180  *
181  * @param s  AC-3 encoder private context
182  */
183 void ff_ac3_adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
184 {
185     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
186         s->bits_written    -= s->bit_rate;
187         s->samples_written -= s->sample_rate;
188     }
189     s->frame_size = s->frame_size_min +
190                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
191     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
192     s->samples_written += AC3_BLOCK_SIZE * s->num_blocks;
193 }
194
195
196 /**
197  * Set the initial coupling strategy parameters prior to coupling analysis.
198  *
199  * @param s  AC-3 encoder private context
200  */
201 void ff_ac3_compute_coupling_strategy(AC3EncodeContext *s)
202 {
203     int blk, ch;
204     int got_cpl_snr;
205     int num_cpl_blocks;
206
207     /* set coupling use flags for each block/channel */
208     /* TODO: turn coupling on/off and adjust start band based on bit usage */
209     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
210         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
211         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
212             block->channel_in_cpl[ch] = s->cpl_on;
213     }
214
215     /* enable coupling for each block if at least 2 channels have coupling
216        enabled for that block */
217     got_cpl_snr = 0;
218     num_cpl_blocks = 0;
219     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
220         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
221         block->num_cpl_channels = 0;
222         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
223             block->num_cpl_channels += block->channel_in_cpl[ch];
224         block->cpl_in_use = block->num_cpl_channels > 1;
225         num_cpl_blocks += block->cpl_in_use;
226         if (!block->cpl_in_use) {
227             block->num_cpl_channels = 0;
228             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
229                 block->channel_in_cpl[ch] = 0;
230         }
231
232         block->new_cpl_strategy = !blk;
233         if (blk) {
234             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
235                 if (block->channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
236                     block->new_cpl_strategy = 1;
237                     break;
238                 }
239             }
240         }
241         block->new_cpl_leak = block->new_cpl_strategy;
242
243         if (!blk || (block->cpl_in_use && !got_cpl_snr)) {
244             block->new_snr_offsets = 1;
245             if (block->cpl_in_use)
246                 got_cpl_snr = 1;
247         } else {
248             block->new_snr_offsets = 0;
249         }
250     }
251     if (!num_cpl_blocks)
252         s->cpl_on = 0;
253
254     /* set bandwidth for each channel */
255     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
256         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
257         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
258             if (block->channel_in_cpl[ch])
259                 block->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
260             else
261                 block->end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
262         }
263     }
264 }
265
266
267 /**
268  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
269  *
270  * @param s  AC-3 encoder private context
271  */
272 void ff_ac3_apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
273 {
274     int nb_coefs;
275     int blk, bnd, i;
276     int start, end;
277     uint8_t *flags;
278
279     if (!s->rematrixing_enabled)
280         return;
281
282     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
283         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
284         if (block->new_rematrixing_strategy)
285             flags = block->rematrixing_flags;
286         nb_coefs = FFMIN(block->end_freq[1], block->end_freq[2]);
287         for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++) {
288             if (flags[bnd]) {
289                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
290                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
291                 for (i = start; i < end; i++) {
292                     int32_t lt = block->fixed_coef[1][i];
293                     int32_t rt = block->fixed_coef[2][i];
294                     block->fixed_coef[1][i] = (lt + rt) >> 1;
295                     block->fixed_coef[2][i] = (lt - rt) >> 1;
296                 }
297             }
298         }
299     }
300 }
301
302
303 /*
304  * Initialize exponent tables.
305  */
306 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
307 {
308     int expstr, i, grpsize;
309
310     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
311         grpsize = 3 << expstr;
312         for (i = 12; i < 256; i++) {
313             exponent_group_tab[0][expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
314             exponent_group_tab[1][expstr][i] = (i              ) / grpsize;
315         }
316     }
317     /* LFE */
318     exponent_group_tab[0][0][7] = 2;
319
320     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
321         ff_eac3_exponent_init();
322 }
323
324
325 /*
326  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
327  */
328 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
329 {
330     int ch        = !s->cpl_on;
331     int chan_size = AC3_MAX_COEFS * s->num_blocks * (s->channels - ch + 1);
332     AC3Block *block = &s->blocks[0];
333
334     s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch], chan_size);
335 }
336
337
338 /**
339  * Exponent Difference Threshold.
340  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
341  */
342 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
343
344 /**
345  * Table used to select exponent strategy based on exponent reuse block interval.
346  */
347 static const uint8_t exp_strategy_reuse_tab[4][6] = {
348     { EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
349     { EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
350     { EXP_D25, EXP_D25, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
351     { EXP_D45, EXP_D25, EXP_D25, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 }
352 };
353
354 /*
355  * Calculate exponent strategies for all channels.
356  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
357  */
358 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
359 {
360     int ch, blk, blk1;
361
362     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
363         uint8_t *exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
364         uint8_t *exp          = s->blocks[0].exp[ch];
365         int exp_diff;
366
367         /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
368            reused in the next frame */
369         exp_strategy[0] = EXP_NEW;
370         exp += AC3_MAX_COEFS;
371         for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++, exp += AC3_MAX_COEFS) {
372             if (ch == CPL_CH) {
373                 if (!s->blocks[blk-1].cpl_in_use) {
374                     exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
375                     continue;
376                 } else if (!s->blocks[blk].cpl_in_use) {
377                     exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
378                     continue;
379                 }
380             } else if (s->blocks[blk].channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
381                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
382                 continue;
383             }
384             exp_diff = s->mecc.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
385             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
386             if (ch == CPL_CH && exp_diff > (EXP_DIFF_THRESHOLD * (s->blocks[blk].end_freq[ch] - s->start_freq[ch]) / AC3_MAX_COEFS))
387                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
388             else if (ch > CPL_CH && exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
389                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
390         }
391
392         /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
393            recoded, we use a coarse encoding */
394         blk = 0;
395         while (blk < s->num_blocks) {
396             blk1 = blk + 1;
397             while (blk1 < s->num_blocks && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
398                 blk1++;
399             exp_strategy[blk] = exp_strategy_reuse_tab[s->num_blks_code][blk1-blk-1];
400             blk = blk1;
401         }
402     }
403     if (s->lfe_on) {
404         ch = s->lfe_channel;
405         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
406         for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++)
407             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
408     }
409
410     /* for E-AC-3, determine frame exponent strategy */
411     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
412         ff_eac3_get_frame_exp_strategy(s);
413 }
414
415
416 /**
417  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
418  *
419  * @param[in,out] exp   array of exponents for 1 block in 1 channel
420  * @param nb_exps       number of exponents in active bandwidth
421  * @param exp_strategy  exponent strategy for the block
422  * @param cpl           indicates if the block is in the coupling channel
423  */
424 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy,
425                                     int cpl)
426 {
427     int nb_groups, i, k;
428
429     nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
430
431     /* for each group, compute the minimum exponent */
432     switch(exp_strategy) {
433     case EXP_D25:
434         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
435             uint8_t exp_min = exp[k];
436             if (exp[k+1] < exp_min)
437                 exp_min = exp[k+1];
438             exp[i-cpl] = exp_min;
439             k += 2;
440         }
441         break;
442     case EXP_D45:
443         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
444             uint8_t exp_min = exp[k];
445             if (exp[k+1] < exp_min)
446                 exp_min = exp[k+1];
447             if (exp[k+2] < exp_min)
448                 exp_min = exp[k+2];
449             if (exp[k+3] < exp_min)
450                 exp_min = exp[k+3];
451             exp[i-cpl] = exp_min;
452             k += 4;
453         }
454         break;
455     }
456
457     /* constraint for DC exponent */
458     if (!cpl && exp[0] > 15)
459         exp[0] = 15;
460
461     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
462        differentially encoded */
463     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
464         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
465     i--;
466     while (--i >= 0)
467         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
468
469     if (cpl)
470         exp[-1] = exp[0] & ~1;
471
472     /* now we have the exponent values the decoder will see */
473     switch (exp_strategy) {
474     case EXP_D25:
475         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 2)-cpl; i > 0; i--) {
476             uint8_t exp1 = exp[i-cpl];
477             exp[k--] = exp1;
478             exp[k--] = exp1;
479         }
480         break;
481     case EXP_D45:
482         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 4)-cpl; i > 0; i--) {
483             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i-cpl];
484             k -= 4;
485         }
486         break;
487     }
488 }
489
490
491 /*
492  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
493  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
494  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
495  * encoded.
496  */
497 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
498 {
499     int blk, blk1, ch, cpl;
500     uint8_t *exp, *exp_strategy;
501     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
502
503     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++) {
504         exp          = s->blocks[0].exp[ch] + s->start_freq[ch];
505         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
506
507         cpl = (ch == CPL_CH);
508         blk = 0;
509         while (blk < s->num_blocks) {
510             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
511             if (cpl && !block->cpl_in_use) {
512                 exp += AC3_MAX_COEFS;
513                 blk++;
514                 continue;
515             }
516             nb_coefs = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
517             blk1 = blk + 1;
518
519             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
520                and set exponent reference block numbers */
521             s->exp_ref_block[ch][blk] = blk;
522             while (blk1 < s->num_blocks && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
523                 s->exp_ref_block[ch][blk1] = blk;
524                 blk1++;
525             }
526             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
527
528             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
529             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp-s->start_freq[ch], num_reuse_blocks,
530                                        AC3_MAX_COEFS);
531
532             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk], cpl);
533
534             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
535             blk = blk1;
536         }
537     }
538
539     /* reference block numbers have been changed, so reset ref_bap_set */
540     s->ref_bap_set = 0;
541 }
542
543
544 /*
545  * Count exponent bits based on bandwidth, coupling, and exponent strategies.
546  */
547 static int count_exponent_bits(AC3EncodeContext *s)
548 {
549     int blk, ch;
550     int nb_groups, bit_count;
551
552     bit_count = 0;
553     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
554         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
555         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
556             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
557             int cpl          = (ch == CPL_CH);
558             int nb_coefs     = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
559
560             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
561                 continue;
562
563             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_coefs];
564             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
565         }
566     }
567
568     return bit_count;
569 }
570
571
572 /**
573  * Group exponents.
574  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
575  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
576  *
577  * @param s  AC-3 encoder private context
578  */
579 void ff_ac3_group_exponents(AC3EncodeContext *s)
580 {
581     int blk, ch, i, cpl;
582     int group_size, nb_groups;
583     uint8_t *p;
584     int delta0, delta1, delta2;
585     int exp0, exp1;
586
587     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
588         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
589         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
590             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
591             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
592                 continue;
593             cpl = (ch == CPL_CH);
594             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
595             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
596             p = block->exp[ch] + s->start_freq[ch] - cpl;
597
598             /* DC exponent */
599             exp1 = *p++;
600             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
601
602             /* remaining exponents are delta encoded */
603             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
604                 /* merge three delta in one code */
605                 exp0   = exp1;
606                 exp1   = p[0];
607                 p     += group_size;
608                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
609                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
610
611                 exp0   = exp1;
612                 exp1   = p[0];
613                 p     += group_size;
614                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
615                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
616
617                 exp0   = exp1;
618                 exp1   = p[0];
619                 p     += group_size;
620                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
621                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
622
623                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
624             }
625         }
626     }
627 }
628
629
630 /**
631  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
632  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
633  * and encode final exponents.
634  *
635  * @param s  AC-3 encoder private context
636  */
637 void ff_ac3_process_exponents(AC3EncodeContext *s)
638 {
639     extract_exponents(s);
640
641     compute_exp_strategy(s);
642
643     encode_exponents(s);
644
645     emms_c();
646 }
647
648
649 /*
650  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
651  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
652  */
653 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
654 {
655     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
656     int blk;
657     int frame_bits;
658
659     /* assumptions:
660      *   no dynamic range codes
661      *   bit allocation parameters do not change between blocks
662      *   no delta bit allocation
663      *   no skipped data
664      *   no auxiliary data
665      *   no E-AC-3 metadata
666      */
667
668     /* header */
669     frame_bits = 16; /* sync info */
670     if (s->eac3) {
671         /* bitstream info header */
672         frame_bits += 35;
673         frame_bits += 1 + 1;
674         if (s->num_blocks != 0x6)
675             frame_bits++;
676         frame_bits++;
677         /* audio frame header */
678         if (s->num_blocks == 6)
679             frame_bits += 2;
680         frame_bits += 10;
681         /* exponent strategy */
682         if (s->use_frame_exp_strategy)
683             frame_bits += 5 * s->fbw_channels;
684         else
685             frame_bits += s->num_blocks * 2 * s->fbw_channels;
686         if (s->lfe_on)
687             frame_bits += s->num_blocks;
688         /* converter exponent strategy */
689         if (s->num_blks_code != 0x3)
690             frame_bits++;
691         else
692             frame_bits += s->fbw_channels * 5;
693         /* snr offsets */
694         frame_bits += 10;
695         /* block start info */
696         if (s->num_blocks != 1)
697             frame_bits++;
698     } else {
699         frame_bits += 49;
700         frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
701     }
702
703     /* audio blocks */
704     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
705         if (!s->eac3) {
706             /* block switch flags */
707             frame_bits += s->fbw_channels;
708
709             /* dither flags */
710             frame_bits += s->fbw_channels;
711         }
712
713         /* dynamic range */
714         frame_bits++;
715
716         /* spectral extension */
717         if (s->eac3)
718             frame_bits++;
719
720         if (!s->eac3) {
721             /* exponent strategy */
722             frame_bits += 2 * s->fbw_channels;
723             if (s->lfe_on)
724                 frame_bits++;
725
726             /* bit allocation params */
727             frame_bits++;
728             if (!blk)
729                 frame_bits += 2 + 2 + 2 + 2 + 3;
730         }
731
732         /* converter snr offset */
733         if (s->eac3)
734             frame_bits++;
735
736         if (!s->eac3) {
737             /* delta bit allocation */
738             frame_bits++;
739
740             /* skipped data */
741             frame_bits++;
742         }
743     }
744
745     /* auxiliary data */
746     frame_bits++;
747
748     /* CRC */
749     frame_bits += 1 + 16;
750
751     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
752 }
753
754
755 /*
756  * Initialize bit allocation.
757  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
758  */
759 static av_cold void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
760 {
761     int ch;
762
763     /* init default parameters */
764     s->slow_decay_code = 2;
765     s->fast_decay_code = 1;
766     s->slow_gain_code  = 1;
767     s->db_per_bit_code = s->eac3 ? 2 : 3;
768     s->floor_code      = 7;
769     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++)
770         s->fast_gain_code[ch] = 4;
771
772     /* initial snr offset */
773     s->coarse_snr_offset = 40;
774
775     /* compute real values */
776     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
777        set them once at initialization */
778     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
779     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
780     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
781     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
782     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
783     s->bit_alloc.cpl_fast_leak = 0;
784     s->bit_alloc.cpl_slow_leak = 0;
785
786     count_frame_bits_fixed(s);
787 }
788
789
790 /*
791  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
792  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
793  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
794  */
795 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
796 {
797     AC3EncOptions *opt = &s->options;
798     int blk, ch;
799     int frame_bits = 0;
800
801     /* header */
802     if (s->eac3) {
803         if (opt->eac3_mixing_metadata) {
804             if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_STEREO)
805                 frame_bits += 2;
806             if (s->has_center)
807                 frame_bits += 6;
808             if (s->has_surround)
809                 frame_bits += 6;
810             frame_bits += s->lfe_on;
811             frame_bits += 1 + 1 + 2;
812             if (s->channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO)
813                 frame_bits++;
814             frame_bits++;
815         }
816         if (opt->eac3_info_metadata) {
817             frame_bits += 3 + 1 + 1;
818             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
819                 frame_bits += 2 + 2;
820             if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R)
821                 frame_bits += 2;
822             frame_bits++;
823             if (opt->audio_production_info)
824                 frame_bits += 5 + 2 + 1;
825             frame_bits++;
826         }
827         /* coupling */
828         if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_MONO) {
829             frame_bits++;
830             for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++) {
831                 AC3Block *block = &s->blocks[blk];
832                 frame_bits++;
833                 if (block->new_cpl_strategy)
834                     frame_bits++;
835             }
836         }
837         /* coupling exponent strategy */
838         if (s->cpl_on) {
839             if (s->use_frame_exp_strategy) {
840                 frame_bits += 5 * s->cpl_on;
841             } else {
842                 for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
843                     frame_bits += 2 * s->blocks[blk].cpl_in_use;
844             }
845         }
846     } else {
847         if (opt->audio_production_info)
848             frame_bits += 7;
849         if (s->bitstream_id == 6) {
850             if (opt->extended_bsi_1)
851                 frame_bits += 14;
852             if (opt->extended_bsi_2)
853                 frame_bits += 14;
854         }
855     }
856
857     /* audio blocks */
858     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
859         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
860
861         /* coupling strategy */
862         if (!s->eac3)
863             frame_bits++;
864         if (block->new_cpl_strategy) {
865             if (!s->eac3)
866                 frame_bits++;
867             if (block->cpl_in_use) {
868                 if (s->eac3)
869                     frame_bits++;
870                 if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
871                     frame_bits += s->fbw_channels;
872                 if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
873                     frame_bits++;
874                 frame_bits += 4 + 4;
875                 if (s->eac3)
876                     frame_bits++;
877                 else
878                     frame_bits += s->num_cpl_subbands - 1;
879             }
880         }
881
882         /* coupling coordinates */
883         if (block->cpl_in_use) {
884             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
885                 if (block->channel_in_cpl[ch]) {
886                     if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords[ch] != 2)
887                         frame_bits++;
888                     if (block->new_cpl_coords[ch]) {
889                         frame_bits += 2;
890                         frame_bits += (4 + 4) * s->num_cpl_bands;
891                     }
892                 }
893             }
894         }
895
896         /* stereo rematrixing */
897         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
898             if (!s->eac3 || blk > 0)
899                 frame_bits++;
900             if (s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy)
901                 frame_bits += block->num_rematrixing_bands;
902         }
903
904         /* bandwidth codes & gain range */
905         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
906             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
907                 if (!block->channel_in_cpl[ch])
908                     frame_bits += 6;
909                 frame_bits += 2;
910             }
911         }
912
913         /* coupling exponent strategy */
914         if (!s->eac3 && block->cpl_in_use)
915             frame_bits += 2;
916
917         /* snr offsets and fast gain codes */
918         if (!s->eac3) {
919             frame_bits++;
920             if (block->new_snr_offsets)
921                 frame_bits += 6 + (s->channels + block->cpl_in_use) * (4 + 3);
922         }
923
924         /* coupling leak info */
925         if (block->cpl_in_use) {
926             if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
927                 frame_bits++;
928             if (block->new_cpl_leak)
929                 frame_bits += 3 + 3;
930         }
931     }
932
933     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
934 }
935
936
937 /*
938  * Calculate masking curve based on the final exponents.
939  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
940  */
941 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
942 {
943     int blk, ch;
944
945     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
946         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
947         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
948             /* We only need psd and mask for calculating bap.
949                Since we currently do not calculate bap when exponent
950                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
951             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
952                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], s->start_freq[ch],
953                                           block->end_freq[ch], block->psd[ch],
954                                           block->band_psd[ch]);
955                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
956                                            s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
957                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
958                                            ch == s->lfe_channel,
959                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
960                                            block->mask[ch]);
961             }
962         }
963     }
964 }
965
966
967 /*
968  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
969  * They may have been switched during the bit allocation search.
970  */
971 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
972 {
973     int blk, ch;
974     uint8_t *ref_bap;
975
976     if (s->ref_bap[0][0] == s->bap_buffer && s->ref_bap_set)
977         return;
978
979     ref_bap = s->bap_buffer;
980     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++) {
981         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
982             s->ref_bap[ch][blk] = ref_bap + AC3_MAX_COEFS * s->exp_ref_block[ch][blk];
983         ref_bap += AC3_MAX_COEFS * s->num_blocks;
984     }
985     s->ref_bap_set = 1;
986 }
987
988
989 /**
990  * Initialize mantissa counts.
991  * These are set so that they are padded to the next whole group size when bits
992  * are counted in compute_mantissa_size.
993  *
994  * @param[in,out] mant_cnt  running counts for each bap value for each block
995  */
996 static void count_mantissa_bits_init(uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16])
997 {
998     int blk;
999
1000     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1001         memset(mant_cnt[blk], 0, sizeof(mant_cnt[blk]));
1002         mant_cnt[blk][1] = mant_cnt[blk][2] = 2;
1003         mant_cnt[blk][4] = 1;
1004     }
1005 }
1006
1007
1008 /**
1009  * Update mantissa bit counts for all blocks in 1 channel in a given bandwidth
1010  * range.
1011  *
1012  * @param s                 AC-3 encoder private context
1013  * @param ch                channel index
1014  * @param[in,out] mant_cnt  running counts for each bap value for each block
1015  * @param start             starting coefficient bin
1016  * @param end               ending coefficient bin
1017  */
1018 static void count_mantissa_bits_update_ch(AC3EncodeContext *s, int ch,
1019                                           uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16],
1020                                           int start, int end)
1021 {
1022     int blk;
1023
1024     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1025         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1026         if (ch == CPL_CH && !block->cpl_in_use)
1027             continue;
1028         s->ac3dsp.update_bap_counts(mant_cnt[blk],
1029                                     s->ref_bap[ch][blk] + start,
1030                                     FFMIN(end, block->end_freq[ch]) - start);
1031     }
1032 }
1033
1034
1035 /*
1036  * Count the number of mantissa bits in the frame based on the bap values.
1037  */
1038 static int count_mantissa_bits(AC3EncodeContext *s)
1039 {
1040     int ch, max_end_freq;
1041     LOCAL_ALIGNED_16(uint16_t, mant_cnt, [AC3_MAX_BLOCKS], [16]);
1042
1043     count_mantissa_bits_init(mant_cnt);
1044
1045     max_end_freq = s->bandwidth_code * 3 + 73;
1046     for (ch = !s->cpl_enabled; ch <= s->channels; ch++)
1047         count_mantissa_bits_update_ch(s, ch, mant_cnt, s->start_freq[ch],
1048                                       max_end_freq);
1049
1050     return s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt);
1051 }
1052
1053
1054 /**
1055  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
1056  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
1057  * the quantization of each mantissa.
1058  *
1059  * @param s           AC-3 encoder private context
1060  * @param snr_offset  SNR offset, 0 to 1023
1061  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1062  *         is used.
1063  */
1064 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1065 {
1066     int blk, ch;
1067
1068     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1069
1070     reset_block_bap(s);
1071     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1072         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1073
1074         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1075             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1076                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1077                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1078                whenever we reuse exponents. */
1079             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1080                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch],
1081                                              s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
1082                                              snr_offset, s->bit_alloc.floor,
1083                                              ff_ac3_bap_tab, s->ref_bap[ch][blk]);
1084             }
1085         }
1086     }
1087     return count_mantissa_bits(s);
1088 }
1089
1090
1091 /*
1092  * Constant bitrate bit allocation search.
1093  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1094  */
1095 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1096 {
1097     int ch;
1098     int bits_left;
1099     int snr_offset, snr_incr;
1100
1101     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1102     if (bits_left < 0)
1103         return AVERROR(EINVAL);
1104
1105     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1106
1107     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1108        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1109     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[1]) == 1023) {
1110         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1111             return 0;
1112     }
1113
1114     while (snr_offset >= 0 &&
1115            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1116         snr_offset -= 64;
1117     }
1118     if (snr_offset < 0)
1119         return AVERROR(EINVAL);
1120
1121     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1122     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1123         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1124                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1125             snr_offset += snr_incr;
1126             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1127         }
1128     }
1129     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1130     reset_block_bap(s);
1131
1132     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1133     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++)
1134         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1135
1136     return 0;
1137 }
1138
1139
1140 /*
1141  * Perform bit allocation search.
1142  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1143  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1144  * used to quantize the mantissas.
1145  */
1146 int ff_ac3_compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1147 {
1148     count_frame_bits(s);
1149
1150     s->exponent_bits = count_exponent_bits(s);
1151
1152     bit_alloc_masking(s);
1153
1154     return cbr_bit_allocation(s);
1155 }
1156
1157
1158 /**
1159  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1160  *
1161  * @param c       unquantized coefficient
1162  * @param e       exponent
1163  * @param levels  number of quantization levels
1164  * @return        quantized coefficient
1165  */
1166 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1167 {
1168     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1169     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1170     return v;
1171 }
1172
1173
1174 /**
1175  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1176  *
1177  * @param c      unquantized coefficient
1178  * @param e      exponent
1179  * @param qbits  number of quantization bits
1180  * @return       quantized coefficient
1181  */
1182 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1183 {
1184     int m;
1185
1186     c = (((c << e) >> (24 - qbits)) + 1) >> 1;
1187     m = (1 << (qbits-1));
1188     if (c >= m)
1189         c = m - 1;
1190     av_assert2(c >= -m);
1191     return c;
1192 }
1193
1194
1195 /**
1196  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1197  *
1198  * @param s           Mantissa count context
1199  * @param fixed_coef  unquantized fixed-point coefficients
1200  * @param exp         exponents
1201  * @param bap         bit allocation pointer indices
1202  * @param[out] qmant  quantized coefficients
1203  * @param start_freq  starting coefficient bin
1204  * @param end_freq    ending coefficient bin
1205  */
1206 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1207                                       uint8_t *exp, uint8_t *bap,
1208                                       int16_t *qmant, int start_freq,
1209                                       int end_freq)
1210 {
1211     int i;
1212
1213     for (i = start_freq; i < end_freq; i++) {
1214         int v;
1215         int c = fixed_coef[i];
1216         int e = exp[i];
1217         int b = bap[i];
1218         switch (b) {
1219         case 0:
1220             v = 0;
1221             break;
1222         case 1:
1223             v = sym_quant(c, e, 3);
1224             switch (s->mant1_cnt) {
1225             case 0:
1226                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1227                 v = 9 * v;
1228                 s->mant1_cnt = 1;
1229                 break;
1230             case 1:
1231                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1232                 s->mant1_cnt = 2;
1233                 v = 128;
1234                 break;
1235             default:
1236                 *s->qmant1_ptr += v;
1237                 s->mant1_cnt = 0;
1238                 v = 128;
1239                 break;
1240             }
1241             break;
1242         case 2:
1243             v = sym_quant(c, e, 5);
1244             switch (s->mant2_cnt) {
1245             case 0:
1246                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1247                 v = 25 * v;
1248                 s->mant2_cnt = 1;
1249                 break;
1250             case 1:
1251                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1252                 s->mant2_cnt = 2;
1253                 v = 128;
1254                 break;
1255             default:
1256                 *s->qmant2_ptr += v;
1257                 s->mant2_cnt = 0;
1258                 v = 128;
1259                 break;
1260             }
1261             break;
1262         case 3:
1263             v = sym_quant(c, e, 7);
1264             break;
1265         case 4:
1266             v = sym_quant(c, e, 11);
1267             switch (s->mant4_cnt) {
1268             case 0:
1269                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1270                 v = 11 * v;
1271                 s->mant4_cnt = 1;
1272                 break;
1273             default:
1274                 *s->qmant4_ptr += v;
1275                 s->mant4_cnt = 0;
1276                 v = 128;
1277                 break;
1278             }
1279             break;
1280         case 5:
1281             v = sym_quant(c, e, 15);
1282             break;
1283         case 14:
1284             v = asym_quant(c, e, 14);
1285             break;
1286         case 15:
1287             v = asym_quant(c, e, 16);
1288             break;
1289         default:
1290             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1291             break;
1292         }
1293         qmant[i] = v;
1294     }
1295 }
1296
1297
1298 /**
1299  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1300  *
1301  * @param s  AC-3 encoder private context
1302  */
1303 void ff_ac3_quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1304 {
1305     int blk, ch, ch0=0, got_cpl;
1306
1307     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1308         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1309         AC3Mant m = { 0 };
1310
1311         got_cpl = !block->cpl_in_use;
1312         for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1313             if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1314                 ch0     = ch - 1;
1315                 ch      = CPL_CH;
1316                 got_cpl = 1;
1317             }
1318             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1319                                       s->blocks[s->exp_ref_block[ch][blk]].exp[ch],
1320                                       s->ref_bap[ch][blk], block->qmant[ch],
1321                                       s->start_freq[ch], block->end_freq[ch]);
1322             if (ch == CPL_CH)
1323                 ch = ch0;
1324         }
1325     }
1326 }
1327
1328
1329 /*
1330  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1331  */
1332 static void ac3_output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1333 {
1334     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1335
1336     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1337     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1338     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1339     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1340     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1341     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1342     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1343     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1344         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1345     if (s->channel_mode & 0x04)
1346         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1347     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1348         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1349     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1350     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1351     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1352     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1353     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1354     if (opt->audio_production_info) {
1355         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1356         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1357     }
1358     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1359     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1360     if (s->bitstream_id == 6) {
1361         /* alternate bit stream syntax */
1362         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1363         if (opt->extended_bsi_1) {
1364             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1365             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1366             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1367             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1368             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1369         }
1370         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1371         if (opt->extended_bsi_2) {
1372             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1373             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1374             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1375             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1376         }
1377     } else {
1378     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1379     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1380     }
1381     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1382 }
1383
1384
1385 /*
1386  * Write one audio block to the output bitstream.
1387  */
1388 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1389 {
1390     int ch, i, baie, bnd, got_cpl, ch0;
1391     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1392
1393     /* block switching */
1394     if (!s->eac3) {
1395         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1396             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1397     }
1398
1399     /* dither flags */
1400     if (!s->eac3) {
1401         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1402             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1403     }
1404
1405     /* dynamic range codes */
1406     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1407
1408     /* spectral extension */
1409     if (s->eac3)
1410         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1411
1412     /* channel coupling */
1413     if (!s->eac3)
1414         put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_strategy);
1415     if (block->new_cpl_strategy) {
1416         if (!s->eac3)
1417             put_bits(&s->pb, 1, block->cpl_in_use);
1418         if (block->cpl_in_use) {
1419             int start_sub, end_sub;
1420             if (s->eac3)
1421                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* enhanced coupling */
1422             if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO) {
1423                 for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1424                     put_bits(&s->pb, 1, block->channel_in_cpl[ch]);
1425             }
1426             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1427                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* phase flags in use */
1428             start_sub = (s->start_freq[CPL_CH] - 37) / 12;
1429             end_sub   = (s->cpl_end_freq       - 37) / 12;
1430             put_bits(&s->pb, 4, start_sub);
1431             put_bits(&s->pb, 4, end_sub - 3);
1432             /* coupling band structure */
1433             if (s->eac3) {
1434                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* use default */
1435             } else {
1436                 for (bnd = start_sub+1; bnd < end_sub; bnd++)
1437                     put_bits(&s->pb, 1, ff_eac3_default_cpl_band_struct[bnd]);
1438             }
1439         }
1440     }
1441
1442     /* coupling coordinates */
1443     if (block->cpl_in_use) {
1444         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1445             if (block->channel_in_cpl[ch]) {
1446                 if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords[ch] != 2)
1447                     put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_coords[ch]);
1448                 if (block->new_cpl_coords[ch]) {
1449                     put_bits(&s->pb, 2, block->cpl_master_exp[ch]);
1450                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
1451                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_exp [ch][bnd]);
1452                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_mant[ch][bnd]);
1453                     }
1454                 }
1455             }
1456         }
1457     }
1458
1459     /* stereo rematrixing */
1460     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1461         if (!s->eac3 || blk > 0)
1462             put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1463         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1464             /* rematrixing flags */
1465             for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++)
1466                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[bnd]);
1467         }
1468     }
1469
1470     /* exponent strategy */
1471     if (!s->eac3) {
1472         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1473             put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1474         if (s->lfe_on)
1475             put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1476     }
1477
1478     /* bandwidth */
1479     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1480         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE && !block->channel_in_cpl[ch])
1481             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code);
1482     }
1483
1484     /* exponents */
1485     for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1486         int nb_groups;
1487         int cpl = (ch == CPL_CH);
1488
1489         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1490             continue;
1491
1492         /* DC exponent */
1493         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0] >> cpl);
1494
1495         /* exponent groups */
1496         nb_groups = exponent_group_tab[cpl][s->exp_strategy[ch][blk]-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
1497         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1498             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1499
1500         /* gain range info */
1501         if (ch != s->lfe_channel && !cpl)
1502             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1503     }
1504
1505     /* bit allocation info */
1506     if (!s->eac3) {
1507         baie = (blk == 0);
1508         put_bits(&s->pb, 1, baie);
1509         if (baie) {
1510             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1511             put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1512             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1513             put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1514             put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1515         }
1516     }
1517
1518     /* snr offset */
1519     if (!s->eac3) {
1520         put_bits(&s->pb, 1, block->new_snr_offsets);
1521         if (block->new_snr_offsets) {
1522             put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1523             for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1524                 put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1525                 put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1526             }
1527         }
1528     } else {
1529         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no converter snr offset */
1530     }
1531
1532     /* coupling leak */
1533     if (block->cpl_in_use) {
1534         if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
1535             put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_leak);
1536         if (block->new_cpl_leak) {
1537             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_fast_leak);
1538             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_slow_leak);
1539         }
1540     }
1541
1542     if (!s->eac3) {
1543         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1544         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1545     }
1546
1547     /* mantissas */
1548     got_cpl = !block->cpl_in_use;
1549     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1550         int b, q;
1551
1552         if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1553             ch0     = ch - 1;
1554             ch      = CPL_CH;
1555             got_cpl = 1;
1556         }
1557         for (i = s->start_freq[ch]; i < block->end_freq[ch]; i++) {
1558             q = block->qmant[ch][i];
1559             b = s->ref_bap[ch][blk][i];
1560             switch (b) {
1561             case 0:                                          break;
1562             case 1: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   5, q); break;
1563             case 2: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   7, q); break;
1564             case 3:               put_sbits(&s->pb,   3, q); break;
1565             case 4: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   7, q); break;
1566             case 14:              put_sbits(&s->pb,  14, q); break;
1567             case 15:              put_sbits(&s->pb,  16, q); break;
1568             default:              put_sbits(&s->pb, b-1, q); break;
1569             }
1570         }
1571         if (ch == CPL_CH)
1572             ch = ch0;
1573     }
1574 }
1575
1576
1577 /** CRC-16 Polynomial */
1578 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1579
1580
1581 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1582 {
1583     unsigned int c;
1584
1585     c = 0;
1586     while (a) {
1587         if (a & 1)
1588             c ^= b;
1589         a = a >> 1;
1590         b = b << 1;
1591         if (b & (1 << 16))
1592             b ^= poly;
1593     }
1594     return c;
1595 }
1596
1597
1598 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1599 {
1600     unsigned int r;
1601     r = 1;
1602     while (n) {
1603         if (n & 1)
1604             r = mul_poly(r, a, poly);
1605         a = mul_poly(a, a, poly);
1606         n >>= 1;
1607     }
1608     return r;
1609 }
1610
1611
1612 /*
1613  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1614  */
1615 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1616 {
1617     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1618     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1619     uint8_t *frame;
1620
1621     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1622
1623     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1624     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1625     flush_put_bits(&s->pb);
1626     frame = s->pb.buf;
1627     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1628     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1629     if (pad_bytes > 0)
1630         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1631
1632     if (s->eac3) {
1633         /* compute crc2 */
1634         crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + 2, s->frame_size - 5);
1635     } else {
1636     /* compute crc1 */
1637     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1638     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1639     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1640     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1641     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1642
1643     /* compute crc2 */
1644     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1645                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1646     }
1647     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1648     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1649     if (crc2 == 0x770B) {
1650         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1651         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1652     }
1653     crc2 = av_bswap16(crc2);
1654     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1655 }
1656
1657
1658 /**
1659  * Write the frame to the output bitstream.
1660  *
1661  * @param s      AC-3 encoder private context
1662  * @param frame  output data buffer
1663  */
1664 void ff_ac3_output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1665 {
1666     int blk;
1667
1668     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1669
1670     s->output_frame_header(s);
1671
1672     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
1673         output_audio_block(s, blk);
1674
1675     output_frame_end(s);
1676 }
1677
1678
1679 static void dprint_options(AC3EncodeContext *s)
1680 {
1681 #ifdef DEBUG
1682     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1683     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1684     char strbuf[32];
1685
1686     switch (s->bitstream_id) {
1687     case  6:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)",       32); break;
1688     case  8:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (standard)",         32); break;
1689     case  9:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)",   32); break;
1690     case 10:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate)", 32); break;
1691     case 16:  av_strlcpy(strbuf, "E-AC-3 (enhanced)",       32); break;
1692     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1693     }
1694     ff_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1695     ff_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1696     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1697     ff_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1698     ff_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1699     ff_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1700     ff_dlog(avctx, "blocks/frame: %d (code=%d)\n", s->num_blocks, s->num_blks_code);
1701     if (s->cutoff)
1702         ff_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1703
1704     ff_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1705             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1706     if (s->has_center)
1707         ff_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1708                 s->center_mix_level);
1709     else
1710         ff_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1711     if (s->has_surround)
1712         ff_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1713                 s->surround_mix_level);
1714     else
1715         ff_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1716     if (opt->audio_production_info) {
1717         ff_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1718         switch (opt->room_type) {
1719         case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1720         case AC3ENC_OPT_LARGE_ROOM:    av_strlcpy(strbuf, "large", 32);        break;
1721         case AC3ENC_OPT_SMALL_ROOM:    av_strlcpy(strbuf, "small", 32);        break;
1722         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1723         }
1724         ff_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1725     } else {
1726         ff_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1727         ff_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1728     }
1729     ff_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1730     ff_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1731     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1732         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1733         case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1734         case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1735         case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1736         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1737         }
1738         ff_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1739     } else {
1740         ff_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1741     }
1742     ff_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1743
1744     if (s->bitstream_id == 6) {
1745         if (opt->extended_bsi_1) {
1746             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1747             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1748             case AC3ENC_OPT_DOWNMIX_LTRT:  av_strlcpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1749             case AC3ENC_OPT_DOWNMIX_LORO:  av_strlcpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1750             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1751             }
1752             ff_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1753             ff_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1754                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1755             ff_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1756                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1757             ff_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1758                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1759             ff_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1760                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1761         } else {
1762             ff_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1763         }
1764         if (opt->extended_bsi_2) {
1765             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1766             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1767             case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1768             case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1769             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1770             }
1771             ff_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1772             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1773             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1774             case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1775             case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1776             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1777             }
1778             ff_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1779
1780             switch (opt->ad_converter_type) {
1781             case AC3ENC_OPT_ADCONV_STANDARD: av_strlcpy(strbuf, "standard", 32); break;
1782             case AC3ENC_OPT_ADCONV_HDCD:     av_strlcpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1783             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1784             }
1785             ff_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1786         } else {
1787             ff_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1788         }
1789     }
1790 #endif
1791 }
1792
1793
1794 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1795
1796 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1797 {
1798     int i;
1799
1800     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1801         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1802             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1803             break;
1804     }
1805     if (i == v_list_size)
1806         return -1;
1807
1808     return i;
1809 }
1810
1811
1812 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1813                                float *opt_param, const float *list,
1814                                int list_size, int default_value, int min_value,
1815                                int *ctx_param)
1816 {
1817     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1818     if (mixlev < min_value) {
1819         mixlev = default_value;
1820         if (*opt_param >= 0.0) {
1821             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1822                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1823         }
1824     }
1825     *opt_param = list[mixlev];
1826     *ctx_param = mixlev;
1827 }
1828
1829
1830 /**
1831  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1832  * These values can optionally be changed per-frame.
1833  *
1834  * @param s  AC-3 encoder private context
1835  */
1836 int ff_ac3_validate_metadata(AC3EncodeContext *s)
1837 {
1838     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1839     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1840
1841     opt->audio_production_info = 0;
1842     opt->extended_bsi_1        = 0;
1843     opt->extended_bsi_2        = 0;
1844     opt->eac3_mixing_metadata  = 0;
1845     opt->eac3_info_metadata    = 0;
1846
1847     /* determine mixing metadata / xbsi1 use */
1848     if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_STEREO && opt->preferred_stereo_downmix != AC3ENC_OPT_NONE) {
1849         opt->extended_bsi_1       = 1;
1850         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1851     }
1852     if (s->has_center &&
1853         (opt->ltrt_center_mix_level >= 0 || opt->loro_center_mix_level >= 0)) {
1854         opt->extended_bsi_1       = 1;
1855         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1856     }
1857     if (s->has_surround &&
1858         (opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 || opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1859         opt->extended_bsi_1       = 1;
1860         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1861     }
1862
1863     if (s->eac3) {
1864         /* determine info metadata use */
1865         if (avctx->audio_service_type != AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_MAIN)
1866             opt->eac3_info_metadata = 1;
1867         if (opt->copyright != AC3ENC_OPT_NONE || opt->original != AC3ENC_OPT_NONE)
1868             opt->eac3_info_metadata = 1;
1869         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
1870             (opt->dolby_headphone_mode != AC3ENC_OPT_NONE || opt->dolby_surround_mode != AC3ENC_OPT_NONE))
1871             opt->eac3_info_metadata = 1;
1872         if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R && opt->dolby_surround_ex_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1873             opt->eac3_info_metadata = 1;
1874         if (opt->mixing_level != AC3ENC_OPT_NONE || opt->room_type != AC3ENC_OPT_NONE ||
1875             opt->ad_converter_type != AC3ENC_OPT_NONE) {
1876             opt->audio_production_info = 1;
1877             opt->eac3_info_metadata    = 1;
1878         }
1879     } else {
1880         /* determine audio production info use */
1881         if (opt->mixing_level != AC3ENC_OPT_NONE || opt->room_type != AC3ENC_OPT_NONE)
1882             opt->audio_production_info = 1;
1883
1884         /* determine xbsi2 use */
1885         if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R && opt->dolby_surround_ex_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1886             opt->extended_bsi_2 = 1;
1887         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && opt->dolby_headphone_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1888             opt->extended_bsi_2 = 1;
1889         if (opt->ad_converter_type != AC3ENC_OPT_NONE)
1890             opt->extended_bsi_2 = 1;
1891     }
1892
1893     /* validate AC-3 mixing levels */
1894     if (!s->eac3) {
1895         if (s->has_center) {
1896             validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1897                             cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1898                             &s->center_mix_level);
1899         }
1900         if (s->has_surround) {
1901             validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1902                             surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1903                             &s->surround_mix_level);
1904         }
1905     }
1906
1907     /* validate extended bsi 1 / mixing metadata */
1908     if (opt->extended_bsi_1 || opt->eac3_mixing_metadata) {
1909         /* default preferred stereo downmix */
1910         if (opt->preferred_stereo_downmix == AC3ENC_OPT_NONE)
1911             opt->preferred_stereo_downmix = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1912         if (!s->eac3 || s->has_center) {
1913             /* validate Lt/Rt center mix level */
1914             validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1915                                &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1916                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1917                                &s->ltrt_center_mix_level);
1918             /* validate Lo/Ro center mix level */
1919             validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1920                                &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1921                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1922                                &s->loro_center_mix_level);
1923         }
1924         if (!s->eac3 || s->has_surround) {
1925             /* validate Lt/Rt surround mix level */
1926             validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1927                                &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1928                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1929                                &s->ltrt_surround_mix_level);
1930             /* validate Lo/Ro surround mix level */
1931             validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1932                                &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1933                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1934                                &s->loro_surround_mix_level);
1935         }
1936     }
1937
1938     /* validate audio service type / channels combination */
1939     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
1940          avctx->channels == 1) ||
1941         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
1942           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
1943           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
1944          && avctx->channels > 1)) {
1945         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
1946                                     "specified number of channels\n");
1947         return AVERROR(EINVAL);
1948     }
1949
1950     /* validate extended bsi 2 / info metadata */
1951     if (opt->extended_bsi_2 || opt->eac3_info_metadata) {
1952         /* default dolby headphone mode */
1953         if (opt->dolby_headphone_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1954             opt->dolby_headphone_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1955         /* default dolby surround ex mode */
1956         if (opt->dolby_surround_ex_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1957             opt->dolby_surround_ex_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1958         /* default A/D converter type */
1959         if (opt->ad_converter_type == AC3ENC_OPT_NONE)
1960             opt->ad_converter_type = AC3ENC_OPT_ADCONV_STANDARD;
1961     }
1962
1963     /* copyright & original defaults */
1964     if (!s->eac3 || opt->eac3_info_metadata) {
1965         /* default copyright */
1966         if (opt->copyright == AC3ENC_OPT_NONE)
1967             opt->copyright = AC3ENC_OPT_OFF;
1968         /* default original */
1969         if (opt->original == AC3ENC_OPT_NONE)
1970             opt->original = AC3ENC_OPT_ON;
1971     }
1972
1973     /* dolby surround mode default */
1974     if (!s->eac3 || opt->eac3_info_metadata) {
1975         if (opt->dolby_surround_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1976             opt->dolby_surround_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1977     }
1978
1979     /* validate audio production info */
1980     if (opt->audio_production_info) {
1981         if (opt->mixing_level == AC3ENC_OPT_NONE) {
1982             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1983                    "room_type is set\n");
1984             return AVERROR(EINVAL);
1985         }
1986         if (opt->mixing_level < 80) {
1987             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1988                    "80dB and 111dB\n");
1989             return AVERROR(EINVAL);
1990         }
1991         /* default room type */
1992         if (opt->room_type == AC3ENC_OPT_NONE)
1993             opt->room_type = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1994     }
1995
1996     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1997     if (!s->eac3 && (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2)) {
1998         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1999             static int warn_once = 1;
2000             if (warn_once) {
2001                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
2002                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
2003                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
2004                 warn_once = 0;
2005             }
2006         } else {
2007             s->bitstream_id = 6;
2008         }
2009     }
2010
2011     return 0;
2012 }
2013
2014
2015 /**
2016  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
2017  *
2018  * @param avctx  Codec context
2019  */
2020 av_cold int ff_ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
2021 {
2022     int blk, ch;
2023     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2024
2025     av_freep(&s->windowed_samples);
2026     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2027         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
2028     av_freep(&s->planar_samples);
2029     av_freep(&s->bap_buffer);
2030     av_freep(&s->bap1_buffer);
2031     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
2032     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
2033     av_freep(&s->exp_buffer);
2034     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
2035     av_freep(&s->psd_buffer);
2036     av_freep(&s->band_psd_buffer);
2037     av_freep(&s->mask_buffer);
2038     av_freep(&s->qmant_buffer);
2039     av_freep(&s->cpl_coord_exp_buffer);
2040     av_freep(&s->cpl_coord_mant_buffer);
2041     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2042         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2043         av_freep(&block->mdct_coef);
2044         av_freep(&block->fixed_coef);
2045         av_freep(&block->exp);
2046         av_freep(&block->grouped_exp);
2047         av_freep(&block->psd);
2048         av_freep(&block->band_psd);
2049         av_freep(&block->mask);
2050         av_freep(&block->qmant);
2051         av_freep(&block->cpl_coord_exp);
2052         av_freep(&block->cpl_coord_mant);
2053     }
2054
2055     s->mdct_end(s);
2056
2057     return 0;
2058 }
2059
2060
2061 /*
2062  * Set channel information during initialization.
2063  */
2064 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
2065                                     uint64_t *channel_layout)
2066 {
2067     int ch_layout;
2068
2069     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
2070         return AVERROR(EINVAL);
2071     if (*channel_layout > 0x7FF)
2072         return AVERROR(EINVAL);
2073     ch_layout = *channel_layout;
2074     if (!ch_layout)
2075         ch_layout = av_get_default_channel_layout(channels);
2076
2077     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
2078     s->channels     = channels;
2079     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
2080     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels + 1 : -1;
2081     if (s->lfe_on)
2082         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2083
2084     switch (ch_layout) {
2085     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
2086     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
2087     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
2088     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
2089     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
2090     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
2091     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
2092     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
2093     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
2094     default:
2095         return AVERROR(EINVAL);
2096     }
2097     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
2098     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
2099
2100     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
2101     *channel_layout = ch_layout;
2102     if (s->lfe_on)
2103         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2104
2105     return 0;
2106 }
2107
2108
2109 static av_cold int validate_options(AC3EncodeContext *s)
2110 {
2111     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
2112     int i, ret, max_sr;
2113
2114     /* validate channel layout */
2115     if (!avctx->channel_layout) {
2116         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2117                                       "encoder will guess the layout, but it "
2118                                       "might be incorrect.\n");
2119     }
2120     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2121     if (ret) {
2122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2123         return ret;
2124     }
2125
2126     /* validate sample rate */
2127     /* note: max_sr could be changed from 2 to 5 for E-AC-3 once we find a
2128              decoder that supports half sample rate so we can validate that
2129              the generated files are correct. */
2130     max_sr = s->eac3 ? 2 : 8;
2131     for (i = 0; i <= max_sr; i++) {
2132         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i % 3] >> (i / 3)) == avctx->sample_rate)
2133             break;
2134     }
2135     if (i > max_sr) {
2136         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2137         return AVERROR(EINVAL);
2138     }
2139     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2140     s->bit_alloc.sr_shift = i / 3;
2141     s->bit_alloc.sr_code  = i % 3;
2142     s->bitstream_id       = s->eac3 ? 16 : 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2143
2144     /* select a default bit rate if not set by the user */
2145     if (!avctx->bit_rate) {
2146         switch (s->fbw_channels) {
2147         case 1: avctx->bit_rate =  96000; break;
2148         case 2: avctx->bit_rate = 192000; break;
2149         case 3: avctx->bit_rate = 320000; break;
2150         case 4: avctx->bit_rate = 384000; break;
2151         case 5: avctx->bit_rate = 448000; break;
2152         }
2153     }
2154
2155     /* validate bit rate */
2156     if (s->eac3) {
2157         int max_br, min_br, wpf, min_br_dist, min_br_code;
2158         int num_blks_code, num_blocks, frame_samples;
2159
2160         /* calculate min/max bitrate */
2161         /* TODO: More testing with 3 and 2 blocks. All E-AC-3 samples I've
2162                  found use either 6 blocks or 1 block, even though 2 or 3 blocks
2163                  would work as far as the bit rate is concerned. */
2164         for (num_blks_code = 3; num_blks_code >= 0; num_blks_code--) {
2165             num_blocks = ((int[]){ 1, 2, 3, 6 })[num_blks_code];
2166             frame_samples  = AC3_BLOCK_SIZE * num_blocks;
2167             max_br = 2048 * s->sample_rate / frame_samples * 16;
2168             min_br = ((s->sample_rate + (frame_samples-1)) / frame_samples) * 16;
2169             if (avctx->bit_rate <= max_br)
2170                 break;
2171         }
2172         if (avctx->bit_rate < min_br || avctx->bit_rate > max_br) {
2173             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate. must be %d to %d "
2174                    "for this sample rate\n", min_br, max_br);
2175             return AVERROR(EINVAL);
2176         }
2177         s->num_blks_code = num_blks_code;
2178         s->num_blocks    = num_blocks;
2179
2180         /* calculate words-per-frame for the selected bitrate */
2181         wpf = (avctx->bit_rate / 16) * frame_samples / s->sample_rate;
2182         av_assert1(wpf > 0 && wpf <= 2048);
2183
2184         /* find the closest AC-3 bitrate code to the selected bitrate.
2185            this is needed for lookup tables for bandwidth and coupling
2186            parameter selection */
2187         min_br_code = -1;
2188         min_br_dist = INT_MAX;
2189         for (i = 0; i < 19; i++) {
2190             int br_dist = abs(ff_ac3_bitrate_tab[i] * 1000 - avctx->bit_rate);
2191             if (br_dist < min_br_dist) {
2192                 min_br_dist = br_dist;
2193                 min_br_code = i;
2194             }
2195         }
2196
2197         /* make sure the minimum frame size is below the average frame size */
2198         s->frame_size_code = min_br_code << 1;
2199         while (wpf > 1 && wpf * s->sample_rate / AC3_FRAME_SIZE * 16 > avctx->bit_rate)
2200             wpf--;
2201         s->frame_size_min = 2 * wpf;
2202     } else {
2203         int best_br = 0, best_code = 0, best_diff = INT_MAX;
2204         for (i = 0; i < 19; i++) {
2205             int br   = (ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift) * 1000;
2206             int diff = abs(br - avctx->bit_rate);
2207             if (diff < best_diff) {
2208                 best_br   = br;
2209                 best_code = i;
2210                 best_diff = diff;
2211             }
2212             if (!best_diff)
2213                 break;
2214         }
2215         avctx->bit_rate    = best_br;
2216         s->frame_size_code = best_code << 1;
2217         s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2218         s->num_blks_code   = 0x3;
2219         s->num_blocks      = 6;
2220     }
2221     s->bit_rate   = avctx->bit_rate;
2222     s->frame_size = s->frame_size_min;
2223
2224     /* validate cutoff */
2225     if (avctx->cutoff < 0) {
2226         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2227         return AVERROR(EINVAL);
2228     }
2229     s->cutoff = avctx->cutoff;
2230     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2231         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2232
2233     ret = ff_ac3_validate_metadata(s);
2234     if (ret)
2235         return ret;
2236
2237     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2238                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2239
2240     s->cpl_enabled = s->options.channel_coupling &&
2241                      s->channel_mode >= AC3_CHMODE_STEREO;
2242
2243     return 0;
2244 }
2245
2246
2247 /*
2248  * Set bandwidth for all channels.
2249  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2250  * default value will be used.
2251  */
2252 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2253 {
2254     int blk, ch, cpl_start;
2255
2256     if (s->cutoff) {
2257         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2258         int fbw_coeffs;
2259         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2260         s->bandwidth_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2261     } else {
2262         /* use default bandwidth setting */
2263         s->bandwidth_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2264     }
2265
2266     /* set number of coefficients for each channel */
2267     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
2268         s->start_freq[ch] = 0;
2269         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2270             s->blocks[blk].end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
2271     }
2272     /* LFE channel always has 7 coefs */
2273     if (s->lfe_on) {
2274         s->start_freq[s->lfe_channel] = 0;
2275         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2276             s->blocks[blk].end_freq[ch] = 7;
2277     }
2278
2279     /* initialize coupling strategy */
2280     if (s->cpl_enabled) {
2281         if (s->options.cpl_start != AC3ENC_OPT_AUTO) {
2282             cpl_start = s->options.cpl_start;
2283         } else {
2284             cpl_start = ac3_coupling_start_tab[s->channel_mode-2][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2285             if (cpl_start < 0) {
2286                 if (s->options.channel_coupling == AC3ENC_OPT_AUTO)
2287                     s->cpl_enabled = 0;
2288                 else
2289                     cpl_start = 15;
2290             }
2291         }
2292     }
2293     if (s->cpl_enabled) {
2294         int i, cpl_start_band, cpl_end_band;
2295         uint8_t *cpl_band_sizes = s->cpl_band_sizes;
2296
2297         cpl_end_band   = s->bandwidth_code / 4 + 3;
2298         cpl_start_band = av_clip(cpl_start, 0, FFMIN(cpl_end_band-1, 15));
2299
2300         s->num_cpl_subbands = cpl_end_band - cpl_start_band;
2301
2302         s->num_cpl_bands = 1;
2303         *cpl_band_sizes  = 12;
2304         for (i = cpl_start_band + 1; i < cpl_end_band; i++) {
2305             if (ff_eac3_default_cpl_band_struct[i]) {
2306                 *cpl_band_sizes += 12;
2307             } else {
2308                 s->num_cpl_bands++;
2309                 cpl_band_sizes++;
2310                 *cpl_band_sizes = 12;
2311             }
2312         }
2313
2314         s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_band * 12 + 37;
2315         s->cpl_end_freq       = cpl_end_band   * 12 + 37;
2316         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2317             s->blocks[blk].end_freq[CPL_CH] = s->cpl_end_freq;
2318     }
2319 }
2320
2321
2322 static av_cold int allocate_buffers(AC3EncodeContext *s)
2323 {
2324     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
2325     int blk, ch;
2326     int channels = s->channels + 1; /* includes coupling channel */
2327     int channel_blocks = channels * s->num_blocks;
2328     int total_coefs    = AC3_MAX_COEFS * channel_blocks;
2329
2330     if (s->allocate_sample_buffers(s))
2331         goto alloc_fail;
2332
2333     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer, total_coefs *
2334                      sizeof(*s->bap_buffer), alloc_fail);
2335     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, total_coefs *
2336                      sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2337     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, total_coefs *
2338                       sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2339     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, total_coefs *
2340                      sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2341     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, channel_blocks * 128 *
2342                      sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2343     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, total_coefs *
2344                      sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2345     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, channel_blocks * 64 *
2346                      sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2347     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, channel_blocks * 64 *
2348                      sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2349     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, total_coefs *
2350                      sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2351     if (s->cpl_enabled) {
2352         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_exp_buffer, channel_blocks * 16 *
2353                          sizeof(*s->cpl_coord_exp_buffer), alloc_fail);
2354         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_mant_buffer, channel_blocks * 16 *
2355                          sizeof(*s->cpl_coord_mant_buffer), alloc_fail);
2356     }
2357     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2358         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2359         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2360                           alloc_fail);
2361         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, channels * sizeof(*block->exp),
2362                           alloc_fail);
2363         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2364                           alloc_fail);
2365         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, channels * sizeof(*block->psd),
2366                           alloc_fail);
2367         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, channels * sizeof(*block->band_psd),
2368                           alloc_fail);
2369         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, channels * sizeof(*block->mask),
2370                           alloc_fail);
2371         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, channels * sizeof(*block->qmant),
2372                           alloc_fail);
2373         if (s->cpl_enabled) {
2374             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_exp, channels * sizeof(*block->cpl_coord_exp),
2375                               alloc_fail);
2376             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_mant, channels * sizeof(*block->cpl_coord_mant),
2377                               alloc_fail);
2378         }
2379
2380         for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
2381             /* arrangement: block, channel, coeff */
2382             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * channels + ch)];
2383             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2384             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * channels + ch)];
2385             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * channels + ch)];
2386             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2387             if (s->cpl_enabled) {
2388                 block->cpl_coord_exp[ch]  = &s->cpl_coord_exp_buffer [16  * (blk * channels + ch)];
2389                 block->cpl_coord_mant[ch] = &s->cpl_coord_mant_buffer[16  * (blk * channels + ch)];
2390             }
2391
2392             /* arrangement: channel, block, coeff */
2393             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2394             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2395         }
2396     }
2397
2398     if (!s->fixed_point) {
2399         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, total_coefs *
2400                           sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2401         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2402             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2403             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2404                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2405             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2406                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2407         }
2408     } else {
2409         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2410             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2411             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2412                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2413             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2414                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2415         }
2416     }
2417
2418     return 0;
2419 alloc_fail:
2420     return AVERROR(ENOMEM);
2421 }
2422
2423
2424 av_cold int ff_ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2425 {
2426     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2427     int ret, frame_size_58;
2428
2429     s->avctx = avctx;
2430
2431     s->eac3 = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_EAC3;
2432
2433     ff_ac3_common_init();
2434
2435     ret = validate_options(s);
2436     if (ret)
2437         return ret;
2438
2439     avctx->frame_size = AC3_BLOCK_SIZE * s->num_blocks;
2440     avctx->initial_padding = AC3_BLOCK_SIZE;
2441
2442     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2443     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2444         s->bitstream_mode = 0x7;
2445
2446     s->bits_written    = 0;
2447     s->samples_written = 0;
2448
2449     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2450     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2451     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2452     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2453         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2454         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2455     }
2456
2457     /* set function pointers */
2458     if (CONFIG_AC3_FIXED_ENCODER && s->fixed_point) {
2459         s->mdct_end                     = ff_ac3_fixed_mdct_end;
2460         s->mdct_init                    = ff_ac3_fixed_mdct_init;
2461         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_fixed_allocate_sample_buffers;
2462     } else if (CONFIG_AC3_ENCODER || CONFIG_EAC3_ENCODER) {
2463         s->mdct_end                     = ff_ac3_float_mdct_end;
2464         s->mdct_init                    = ff_ac3_float_mdct_init;
2465         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_float_allocate_sample_buffers;
2466     }
2467     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
2468         s->output_frame_header = ff_eac3_output_frame_header;
2469     else
2470         s->output_frame_header = ac3_output_frame_header;
2471
2472     set_bandwidth(s);
2473
2474     exponent_init(s);
2475
2476     bit_alloc_init(s);
2477
2478     ret = s->mdct_init(s);
2479     if (ret)
2480         goto init_fail;
2481
2482     ret = allocate_buffers(s);
2483     if (ret)
2484         goto init_fail;
2485
2486     ff_audiodsp_init(&s->adsp);
2487     ff_me_cmp_init(&s->mecc, avctx);
2488     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
2489
2490     dprint_options(s);
2491
2492     return 0;
2493 init_fail:
2494     ff_ac3_encode_close(avctx);
2495     return ret;
2496 }