Take advantage of per-channel exponent and exponent strategy layout to
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3enc.c
1 /*
2  * The simplest AC-3 encoder
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
5  * Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de>
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 /**
25  * @file
26  * The simplest AC-3 encoder.
27  */
28
29 //#define DEBUG
30
31 #include "libavcore/audioconvert.h"
32 #include "libavutil/crc.h"
33 #include "avcodec.h"
34 #include "put_bits.h"
35 #include "dsputil.h"
36 #include "ac3.h"
37 #include "audioconvert.h"
38
39
40 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
41 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
42 #endif
43
44
45 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
46 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
47
48 /* stereo rematrixing algorithms */
49 #define AC3_REMATRIXING_IS_STATIC 0x1
50 #define AC3_REMATRIXING_SUMS    0
51 #define AC3_REMATRIXING_NONE    1
52 #define AC3_REMATRIXING_ALWAYS  3
53
54 /** Scale a float value by 2^bits and convert to an integer. */
55 #define SCALE_FLOAT(a, bits) lrintf((a) * (float)(1 << (bits)))
56
57
58 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
59 #include "ac3enc_float.h"
60 #else
61 #include "ac3enc_fixed.h"
62 #endif
63
64
65 /**
66  * Data for a single audio block.
67  */
68 typedef struct AC3Block {
69     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
70     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
71     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
72     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
73     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
74     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
75     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
76     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
77     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
78     int8_t   exp_shift[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< exponent shift values
79     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
80     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
81 } AC3Block;
82
83 /**
84  * AC-3 encoder private context.
85  */
86 typedef struct AC3EncodeContext {
87     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
88     DSPContext dsp;
89     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
90
91     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
92
93     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
94     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
95
96     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
97     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
98
99     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
100     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
101     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
102     uint16_t crc_inv[2];
103     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
104     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
105
106     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
107     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
108     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
109     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
110     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
111     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
112
113     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
114     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
115     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
116
117     int rematrixing;                        ///< determines how rematrixing strategy is calculated
118
119     /* bitrate allocation control */
120     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
121     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
122     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
123     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
124     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
125     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
126     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
127     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
128     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
129     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
130     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
131     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
132
133     /* mantissa encoding */
134     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
135     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
136
137     SampleType **planar_samples;
138     uint8_t *bap_buffer;
139     uint8_t *bap1_buffer;
140     CoefType *mdct_coef_buffer;
141     int32_t *fixed_coef_buffer;
142     uint8_t *exp_buffer;
143     uint8_t *grouped_exp_buffer;
144     int16_t *psd_buffer;
145     int16_t *band_psd_buffer;
146     int16_t *mask_buffer;
147     uint16_t *qmant_buffer;
148
149     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
150
151     DECLARE_ALIGNED(16, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
152 } AC3EncodeContext;
153
154
155 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
156
157 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
158
159 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
160                              int nbits);
161
162 static void mdct512(AC3MDCTContext *mdct, CoefType *out, SampleType *in);
163
164 static void apply_window(SampleType *output, const SampleType *input,
165                          const SampleType *window, int n);
166
167 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
168
169 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
170
171
172 /**
173  * LUT for number of exponent groups.
174  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
175  */
176 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
177
178
179 /**
180  * List of supported channel layouts.
181  */
182 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
183      AV_CH_LAYOUT_MONO,
184      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
185      AV_CH_LAYOUT_2_1,
186      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
187      AV_CH_LAYOUT_2_2,
188      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
189      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
190      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
191      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
192     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
193     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
194     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
195     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
196     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
197     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
198     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
199      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
200      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
201      0
202 };
203
204
205 /**
206  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
207  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
208  */
209 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
210 {
211     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
212         s->bits_written    -= s->bit_rate;
213         s->samples_written -= s->sample_rate;
214     }
215     s->frame_size = s->frame_size_min +
216                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
217     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
218     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
219 }
220
221
222 /**
223  * Deinterleave input samples.
224  * Channels are reordered from FFmpeg's default order to AC-3 order.
225  */
226 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
227                                        const SampleType *samples)
228 {
229     int ch, i;
230
231     /* deinterleave and remap input samples */
232     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
233         const SampleType *sptr;
234         int sinc;
235
236         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
237         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
238                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
239
240         /* deinterleave */
241         sinc = s->channels;
242         sptr = samples + s->channel_map[ch];
243         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
244             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
245             sptr += sinc;
246         }
247     }
248 }
249
250
251 /**
252  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
253  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
254  * loss due to fixed-point calculations.
255  */
256 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
257 {
258     int blk, ch;
259
260     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
261         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
262             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
263             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
264
265             apply_window(s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
266
267             block->exp_shift[ch] = normalize_samples(s);
268
269             mdct512(&s->mdct, block->mdct_coef[ch], s->windowed_samples);
270         }
271     }
272 }
273
274
275 /**
276  * Initialize stereo rematrixing.
277  * If the strategy does not change for each frame, set the rematrixing flags.
278  */
279 static void rematrixing_init(AC3EncodeContext *s)
280 {
281     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
282         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_SUMS;
283     else
284         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_NONE;
285     /* NOTE: AC3_REMATRIXING_ALWAYS might be used in
286              the future in conjunction with channel coupling. */
287
288     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC) {
289         int flag = (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_ALWAYS);
290         s->blocks[0].new_rematrixing_strategy = 1;
291         memset(s->blocks[0].rematrixing_flags, flag,
292                sizeof(s->blocks[0].rematrixing_flags));
293     }
294 }
295
296
297 /**
298  * Determine rematrixing flags for each block and band.
299  */
300 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
301 {
302     int nb_coefs;
303     int blk, bnd, i;
304     AC3Block *block, *block0;
305
306     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC)
307         return;
308
309     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
310
311     s->blocks[0].new_rematrixing_strategy = 1;
312     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
313         block = &s->blocks[blk];
314         for (bnd = 0; bnd < 4; bnd++) {
315             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
316             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
317             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
318             CoefSumType sum[4] = {0,};
319             for (i = start; i < end; i++) {
320                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
321                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
322                 CoefType md = lt + rt;
323                 CoefType sd = lt - rt;
324                 sum[0] += lt * lt;
325                 sum[1] += rt * rt;
326                 sum[2] += md * md;
327                 sum[3] += sd * sd;
328             }
329
330             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
331             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
332                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
333             else
334                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
335
336             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
337             if (blk &&
338                 !block->new_rematrixing_strategy &&
339                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
340                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
341             }
342         }
343         block0 = block;
344     }
345 }
346
347
348 /**
349  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
350  */
351 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
352 {
353     int nb_coefs;
354     int blk, bnd, i;
355     int start, end;
356     uint8_t *flags;
357
358     if (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_NONE)
359         return;
360
361     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
362
363     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
364         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
365         if (block->new_rematrixing_strategy)
366             flags = block->rematrixing_flags;
367         for (bnd = 0; bnd < 4; bnd++) {
368             if (flags[bnd]) {
369                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
370                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
371                 for (i = start; i < end; i++) {
372                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
373                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
374                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
375                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
376                 }
377             }
378         }
379     }
380 }
381
382
383 /**
384  * Initialize exponent tables.
385  */
386 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
387 {
388     int i;
389     for (i = 73; i < 256; i++) {
390         exponent_group_tab[0][i] = (i - 1) /  3;
391         exponent_group_tab[1][i] = (i + 2) /  6;
392         exponent_group_tab[2][i] = (i + 8) / 12;
393     }
394     /* LFE */
395     exponent_group_tab[0][7] = 2;
396 }
397
398
399 /**
400  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
401  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
402  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
403  */
404 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
405 {
406     int blk, ch, i;
407
408     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
409         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
410             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
411             uint8_t *exp   = block->exp[ch];
412             int32_t *coef = block->fixed_coef[ch];
413             int exp_shift  = block->exp_shift[ch];
414             for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
415                 int e;
416                 int v = abs(coef[i]);
417                 if (v == 0)
418                     e = 24;
419                 else {
420                     e = 23 - av_log2(v) + exp_shift;
421                     if (e >= 24) {
422                         e = 24;
423                         coef[i] = 0;
424                     }
425                 }
426                 exp[i] = e;
427             }
428         }
429     }
430 }
431
432
433 /**
434  * Exponent Difference Threshold.
435  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
436  */
437 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
438
439
440 /**
441  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
442  */
443 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy,
444                                     uint8_t *exp)
445 {
446     int blk, blk1;
447     int exp_diff;
448
449     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
450        reused in the next frame */
451     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
452     exp += AC3_MAX_COEFS;
453     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
454         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
455         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
456             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
457         else
458             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
459         exp += AC3_MAX_COEFS;
460     }
461     emms_c();
462
463     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
464        recoded, we use a coarse encoding */
465     blk = 0;
466     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
467         blk1 = blk + 1;
468         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
469             blk1++;
470         switch (blk1 - blk) {
471         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
472         case 2:
473         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
474         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
475         }
476         blk = blk1;
477     }
478 }
479
480
481 /**
482  * Calculate exponent strategies for all channels.
483  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
484  */
485 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
486 {
487     int ch, blk;
488
489     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
490         compute_exp_strategy_ch(s, s->exp_strategy[ch], s->blocks[0].exp[ch]);
491     }
492     if (s->lfe_on) {
493         ch = s->lfe_channel;
494         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
495         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
496             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
497     }
498 }
499
500
501 /**
502  * Set each encoded exponent in a block to the minimum of itself and the
503  * exponent in the same frequency bin of a following block.
504  * exp[i] = min(exp[i], exp1[i]
505  */
506 static void exponent_min(uint8_t *exp, uint8_t *exp1, int n)
507 {
508     int i;
509     for (i = 0; i < n; i++) {
510         if (exp1[i] < exp[i])
511             exp[i] = exp1[i];
512     }
513 }
514
515
516 /**
517  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
518  */
519 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
520 {
521     int nb_groups, i, k;
522
523     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
524
525     /* for each group, compute the minimum exponent */
526     switch(exp_strategy) {
527     case EXP_D25:
528         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
529             uint8_t exp_min = exp[k];
530             if (exp[k+1] < exp_min)
531                 exp_min = exp[k+1];
532             exp[i] = exp_min;
533             k += 2;
534         }
535         break;
536     case EXP_D45:
537         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
538             uint8_t exp_min = exp[k];
539             if (exp[k+1] < exp_min)
540                 exp_min = exp[k+1];
541             if (exp[k+2] < exp_min)
542                 exp_min = exp[k+2];
543             if (exp[k+3] < exp_min)
544                 exp_min = exp[k+3];
545             exp[i] = exp_min;
546             k += 4;
547         }
548         break;
549     }
550
551     /* constraint for DC exponent */
552     if (exp[0] > 15)
553         exp[0] = 15;
554
555     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
556        differentially encoded */
557     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
558         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
559     i--;
560     while (--i >= 0)
561         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
562
563     /* now we have the exponent values the decoder will see */
564     switch (exp_strategy) {
565     case EXP_D25:
566         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
567             uint8_t exp1 = exp[i];
568             exp[k--] = exp1;
569             exp[k--] = exp1;
570         }
571         break;
572     case EXP_D45:
573         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
574             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
575             k -= 4;
576         }
577         break;
578     }
579 }
580
581
582 /**
583  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
584  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
585  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
586  * encoded.
587  */
588 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
589 {
590     int blk, blk1, ch;
591     uint8_t *exp, *exp1, *exp_strategy;
592     int nb_coefs;
593
594     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
595         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
596         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
597         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
598
599         blk = 0;
600         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
601             blk1 = blk + 1;
602             exp1 = exp + AC3_MAX_COEFS;
603             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
604             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
605                 exponent_min(exp, exp1, nb_coefs);
606                 blk1++;
607                 exp1 += AC3_MAX_COEFS;
608             }
609             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs,
610                                     exp_strategy[blk]);
611             /* copy encoded exponents for reuse case */
612             exp1 = exp + AC3_MAX_COEFS;
613             while (blk < blk1-1) {
614                 memcpy(exp1, exp, nb_coefs * sizeof(*exp));
615                 exp1 += AC3_MAX_COEFS;
616                 blk++;
617             }
618             blk = blk1;
619             exp = exp1;
620         }
621     }
622 }
623
624
625 /**
626  * Group exponents.
627  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
628  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
629  */
630 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
631 {
632     int blk, ch, i;
633     int group_size, nb_groups, bit_count;
634     uint8_t *p;
635     int delta0, delta1, delta2;
636     int exp0, exp1;
637
638     bit_count = 0;
639     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
640         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
641         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
642             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
643             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
644                 continue;
645             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
646             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
647             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
648             p = block->exp[ch];
649
650             /* DC exponent */
651             exp1 = *p++;
652             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
653
654             /* remaining exponents are delta encoded */
655             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
656                 /* merge three delta in one code */
657                 exp0   = exp1;
658                 exp1   = p[0];
659                 p     += group_size;
660                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
661
662                 exp0   = exp1;
663                 exp1   = p[0];
664                 p     += group_size;
665                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
666
667                 exp0   = exp1;
668                 exp1   = p[0];
669                 p     += group_size;
670                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
671
672                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
673             }
674         }
675     }
676
677     s->exponent_bits = bit_count;
678 }
679
680
681 /**
682  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
683  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
684  * and encode final exponents.
685  */
686 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
687 {
688     extract_exponents(s);
689
690     compute_exp_strategy(s);
691
692     encode_exponents(s);
693
694     group_exponents(s);
695 }
696
697
698 /**
699  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
700  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
701  */
702 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
703 {
704     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
705     int blk;
706     int frame_bits;
707
708     /* assumptions:
709      *   no dynamic range codes
710      *   no channel coupling
711      *   bit allocation parameters do not change between blocks
712      *   SNR offsets do not change between blocks
713      *   no delta bit allocation
714      *   no skipped data
715      *   no auxilliary data
716      */
717
718     /* header size */
719     frame_bits = 65;
720     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
721
722     /* audio blocks */
723     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
724         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
725         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
726             frame_bits++; /* rematstr */
727         }
728         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
729         if (s->lfe_on)
730             frame_bits++; /* lfeexpstr */
731         frame_bits++; /* baie */
732         frame_bits++; /* snr */
733         frame_bits += 2; /* delta / skip */
734     }
735     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
736     /* bit alloc info */
737     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
738     /* csnroffset[6] */
739     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
740     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
741
742     /* auxdatae, crcrsv */
743     frame_bits += 2;
744
745     /* CRC */
746     frame_bits += 16;
747
748     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
749 }
750
751
752 /**
753  * Initialize bit allocation.
754  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
755  */
756 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
757 {
758     int ch;
759
760     /* init default parameters */
761     s->slow_decay_code = 2;
762     s->fast_decay_code = 1;
763     s->slow_gain_code  = 1;
764     s->db_per_bit_code = 3;
765     s->floor_code      = 4;
766     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
767         s->fast_gain_code[ch] = 4;
768
769     /* initial snr offset */
770     s->coarse_snr_offset = 40;
771
772     /* compute real values */
773     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
774        set them once at initialization */
775     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
776     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
777     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
778     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
779     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
780
781     count_frame_bits_fixed(s);
782 }
783
784
785 /**
786  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
787  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
788  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
789  */
790 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
791 {
792     int blk, ch;
793     int frame_bits = 0;
794
795     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
796         /* stereo rematrixing */
797         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
798             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
799             frame_bits += 4;
800         }
801
802         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
803             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
804                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
805         }
806     }
807     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
808 }
809
810
811 /**
812  * Calculate the number of bits needed to encode a set of mantissas.
813  */
814 static int compute_mantissa_size(int mant_cnt[5], uint8_t *bap, int nb_coefs)
815 {
816     int bits, b, i;
817
818     bits = 0;
819     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
820         b = bap[i];
821         if (b <= 4) {
822             // bap=1 to bap=4 will be counted in compute_mantissa_size_final
823             mant_cnt[b]++;
824         } else if (b <= 13) {
825             // bap=5 to bap=13 use (bap-1) bits
826             bits += b - 1;
827         } else {
828             // bap=14 uses 14 bits and bap=15 uses 16 bits
829             bits += (b == 14) ? 14 : 16;
830         }
831     }
832     return bits;
833 }
834
835
836 /**
837  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
838  */
839 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
840 {
841     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
842     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
843     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
844     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
845     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
846     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
847     bits += mant_cnt[3] * 3;
848     return bits;
849 }
850
851
852 /**
853  * Calculate masking curve based on the final exponents.
854  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
855  */
856 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
857 {
858     int blk, ch;
859
860     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
861         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
862         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
863             /* We only need psd and mask for calculating bap.
864                Since we currently do not calculate bap when exponent
865                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
866             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
867                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
868                                           s->nb_coefs[ch],
869                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
870                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
871                                            0, s->nb_coefs[ch],
872                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
873                                            ch == s->lfe_channel,
874                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
875                                            block->mask[ch]);
876             }
877         }
878     }
879 }
880
881
882 /**
883  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
884  * They may have been switched during the bit allocation search.
885  */
886 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
887 {
888     int blk, ch;
889     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
890         return;
891     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
892         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
893             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
894         }
895     }
896 }
897
898
899 /**
900  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
901  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
902  * the quantization of each mantissa.
903  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
904  *         is used.
905  */
906 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
907 {
908     int blk, ch;
909     int mantissa_bits;
910     int mant_cnt[5];
911
912     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
913
914     reset_block_bap(s);
915     mantissa_bits = 0;
916     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
917         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
918         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
919         // padded to the next whole group size when bits are counted in
920         // compute_mantissa_size_final
921         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
922         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
923         mant_cnt[4] = 1;
924         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
925             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
926                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
927                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
928                whenever we reuse exponents. */
929             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE) {
930                 memcpy(block->bap[ch], s->blocks[blk-1].bap[ch], AC3_MAX_COEFS);
931             } else {
932                 ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch], 0,
933                                           s->nb_coefs[ch], snr_offset,
934                                           s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
935                                           block->bap[ch]);
936             }
937             mantissa_bits += compute_mantissa_size(mant_cnt, block->bap[ch], s->nb_coefs[ch]);
938         }
939         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
940     }
941     return mantissa_bits;
942 }
943
944
945 /**
946  * Constant bitrate bit allocation search.
947  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
948  */
949 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
950 {
951     int ch;
952     int bits_left;
953     int snr_offset, snr_incr;
954
955     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
956
957     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
958
959     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
960        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
961     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
962         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
963             return 0;
964     }
965
966     while (snr_offset >= 0 &&
967            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
968         snr_offset -= 64;
969     }
970     if (snr_offset < 0)
971         return AVERROR(EINVAL);
972
973     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
974     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
975         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
976                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
977             snr_offset += snr_incr;
978             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
979         }
980     }
981     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
982     reset_block_bap(s);
983
984     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
985     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
986         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
987
988     return 0;
989 }
990
991
992 /**
993  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
994  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
995  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
996  * strategy in 1 channel of 1 block.
997  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
998  */
999 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
1000 {
1001     int ch, blk;
1002
1003     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1004         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1005             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1006                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1007                 return 0;
1008             }
1009         }
1010     }
1011     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1012         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1013             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1014                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1015                 return 0;
1016             }
1017         }
1018     }
1019     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1020         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1021            the block number > 0 */
1022         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1023             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1024                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1025                 return 0;
1026             }
1027         }
1028     }
1029     return -1;
1030 }
1031
1032
1033 /**
1034  * Reduce the bandwidth to reduce the number of bits used for a given SNR offset.
1035  * This is a second fallback for when bit allocation still fails after exponents
1036  * have been downgraded.
1037  * @return non-zero if bandwidth reduction was unsuccessful
1038  */
1039 static int reduce_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int min_bw_code)
1040 {
1041     int ch;
1042
1043     if (s->bandwidth_code[0] > min_bw_code) {
1044         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1045             s->bandwidth_code[ch]--;
1046             s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code[ch] * 3 + 73;
1047         }
1048         return 0;
1049     }
1050     return -1;
1051 }
1052
1053
1054 /**
1055  * Perform bit allocation search.
1056  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1057  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1058  * used to quantize the mantissas.
1059  */
1060 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1061 {
1062     int ret;
1063
1064     count_frame_bits(s);
1065
1066     bit_alloc_masking(s);
1067
1068     ret = cbr_bit_allocation(s);
1069     while (ret) {
1070         /* fallback 1: downgrade exponents */
1071         if (!downgrade_exponents(s)) {
1072             extract_exponents(s);
1073             encode_exponents(s);
1074             group_exponents(s);
1075             ret = compute_bit_allocation(s);
1076             continue;
1077         }
1078
1079         /* fallback 2: reduce bandwidth */
1080         /* only do this if the user has not specified a specific cutoff
1081            frequency */
1082         if (!s->cutoff && !reduce_bandwidth(s, 0)) {
1083             process_exponents(s);
1084             ret = compute_bit_allocation(s);
1085             continue;
1086         }
1087
1088         /* fallbacks were not enough... */
1089         break;
1090     }
1091
1092     return ret;
1093 }
1094
1095
1096 /**
1097  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1098  */
1099 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1100 {
1101     int v;
1102
1103     if (c >= 0) {
1104         v = (levels * (c << e)) >> 24;
1105         v = (v + 1) >> 1;
1106         v = (levels >> 1) + v;
1107     } else {
1108         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
1109         v = (v + 1) >> 1;
1110         v = (levels >> 1) - v;
1111     }
1112     assert(v >= 0 && v < levels);
1113     return v;
1114 }
1115
1116
1117 /**
1118  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1119  */
1120 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1121 {
1122     int lshift, m, v;
1123
1124     lshift = e + qbits - 24;
1125     if (lshift >= 0)
1126         v = c << lshift;
1127     else
1128         v = c >> (-lshift);
1129     /* rounding */
1130     v = (v + 1) >> 1;
1131     m = (1 << (qbits-1));
1132     if (v >= m)
1133         v = m - 1;
1134     assert(v >= -m);
1135     return v & ((1 << qbits)-1);
1136 }
1137
1138
1139 /**
1140  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1141  */
1142 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3EncodeContext *s, int32_t *fixed_coef,
1143                                       int8_t exp_shift, uint8_t *exp,
1144                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1145 {
1146     int i;
1147
1148     for (i = 0; i < n; i++) {
1149         int v;
1150         int c = fixed_coef[i];
1151         int e = exp[i] - exp_shift;
1152         int b = bap[i];
1153         switch (b) {
1154         case 0:
1155             v = 0;
1156             break;
1157         case 1:
1158             v = sym_quant(c, e, 3);
1159             switch (s->mant1_cnt) {
1160             case 0:
1161                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1162                 v = 9 * v;
1163                 s->mant1_cnt = 1;
1164                 break;
1165             case 1:
1166                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1167                 s->mant1_cnt = 2;
1168                 v = 128;
1169                 break;
1170             default:
1171                 *s->qmant1_ptr += v;
1172                 s->mant1_cnt = 0;
1173                 v = 128;
1174                 break;
1175             }
1176             break;
1177         case 2:
1178             v = sym_quant(c, e, 5);
1179             switch (s->mant2_cnt) {
1180             case 0:
1181                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1182                 v = 25 * v;
1183                 s->mant2_cnt = 1;
1184                 break;
1185             case 1:
1186                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1187                 s->mant2_cnt = 2;
1188                 v = 128;
1189                 break;
1190             default:
1191                 *s->qmant2_ptr += v;
1192                 s->mant2_cnt = 0;
1193                 v = 128;
1194                 break;
1195             }
1196             break;
1197         case 3:
1198             v = sym_quant(c, e, 7);
1199             break;
1200         case 4:
1201             v = sym_quant(c, e, 11);
1202             switch (s->mant4_cnt) {
1203             case 0:
1204                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1205                 v = 11 * v;
1206                 s->mant4_cnt = 1;
1207                 break;
1208             default:
1209                 *s->qmant4_ptr += v;
1210                 s->mant4_cnt = 0;
1211                 v = 128;
1212                 break;
1213             }
1214             break;
1215         case 5:
1216             v = sym_quant(c, e, 15);
1217             break;
1218         case 14:
1219             v = asym_quant(c, e, 14);
1220             break;
1221         case 15:
1222             v = asym_quant(c, e, 16);
1223             break;
1224         default:
1225             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1226             break;
1227         }
1228         qmant[i] = v;
1229     }
1230 }
1231
1232
1233 /**
1234  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1235  */
1236 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1237 {
1238     int blk, ch;
1239
1240
1241     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1242         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1243         s->mant1_cnt  = s->mant2_cnt  = s->mant4_cnt  = 0;
1244         s->qmant1_ptr = s->qmant2_ptr = s->qmant4_ptr = NULL;
1245
1246         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1247             quantize_mantissas_blk_ch(s, block->fixed_coef[ch], block->exp_shift[ch],
1248                                       block->exp[ch], block->bap[ch],
1249                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1250         }
1251     }
1252 }
1253
1254
1255 /**
1256  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1257  */
1258 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1259 {
1260     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1261     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1262     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1263     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1264     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1265     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1266     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1267     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1268         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -4.5 dB */
1269     if (s->channel_mode & 0x04)
1270         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -6 dB */
1271     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1272         put_bits(&s->pb, 2, 0);     /* surround not indicated */
1273     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1274     put_bits(&s->pb, 5, 31);        /* dialog norm: -31 db */
1275     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1276     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1277     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no audio production info */
1278     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no copyright */
1279     put_bits(&s->pb, 1, 1);         /* original bitstream */
1280     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1281     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1282     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1283 }
1284
1285
1286 /**
1287  * Write one audio block to the output bitstream.
1288  */
1289 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1290 {
1291     int ch, i, baie, rbnd;
1292     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1293
1294     /* block switching */
1295     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1296         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1297
1298     /* dither flags */
1299     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1300         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1301
1302     /* dynamic range codes */
1303     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1304
1305     /* channel coupling */
1306     if (!blk) {
1307         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1308         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1309     } else {
1310         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1311     }
1312
1313     /* stereo rematrixing */
1314     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1315         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1316         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1317             /* rematrixing flags */
1318             for (rbnd = 0; rbnd < 4; rbnd++)
1319                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1320         }
1321     }
1322
1323     /* exponent strategy */
1324     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1325         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1326     if (s->lfe_on)
1327         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1328
1329     /* bandwidth */
1330     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1331         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1332             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1333     }
1334
1335     /* exponents */
1336     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1337         int nb_groups;
1338
1339         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1340             continue;
1341
1342         /* DC exponent */
1343         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1344
1345         /* exponent groups */
1346         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1347         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1348             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1349
1350         /* gain range info */
1351         if (ch != s->lfe_channel)
1352             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1353     }
1354
1355     /* bit allocation info */
1356     baie = (blk == 0);
1357     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1358     if (baie) {
1359         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1360         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1361         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1362         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1363         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1364     }
1365
1366     /* snr offset */
1367     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1368     if (baie) {
1369         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1370         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1371             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1372             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1373         }
1374     }
1375
1376     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1377     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1378
1379     /* mantissas */
1380     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1381         int b, q;
1382         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1383             q = block->qmant[ch][i];
1384             b = block->bap[ch][i];
1385             switch (b) {
1386             case 0:                                         break;
1387             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1388             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1389             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1390             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1391             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1392             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1393             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1394             }
1395         }
1396     }
1397 }
1398
1399
1400 /** CRC-16 Polynomial */
1401 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1402
1403
1404 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1405 {
1406     unsigned int c;
1407
1408     c = 0;
1409     while (a) {
1410         if (a & 1)
1411             c ^= b;
1412         a = a >> 1;
1413         b = b << 1;
1414         if (b & (1 << 16))
1415             b ^= poly;
1416     }
1417     return c;
1418 }
1419
1420
1421 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1422 {
1423     unsigned int r;
1424     r = 1;
1425     while (n) {
1426         if (n & 1)
1427             r = mul_poly(r, a, poly);
1428         a = mul_poly(a, a, poly);
1429         n >>= 1;
1430     }
1431     return r;
1432 }
1433
1434
1435 /**
1436  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1437  */
1438 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1439 {
1440     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1441     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1442     uint8_t *frame;
1443
1444     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1445
1446     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1447     flush_put_bits(&s->pb);
1448     frame = s->pb.buf;
1449     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1450     assert(pad_bytes >= 0);
1451     if (pad_bytes > 0)
1452         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1453
1454     /* compute crc1 */
1455     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1456     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1457     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1458     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1459     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1460
1461     /* compute crc2 */
1462     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1463                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1464     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1465     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1466     if (crc2 == 0x770B) {
1467         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1468         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1469     }
1470     crc2 = av_bswap16(crc2);
1471     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1472 }
1473
1474
1475 /**
1476  * Write the frame to the output bitstream.
1477  */
1478 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1479 {
1480     int blk;
1481
1482     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1483
1484     output_frame_header(s);
1485
1486     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1487         output_audio_block(s, blk);
1488
1489     output_frame_end(s);
1490 }
1491
1492
1493 /**
1494  * Encode a single AC-3 frame.
1495  */
1496 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1497                             int buf_size, void *data)
1498 {
1499     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1500     const SampleType *samples = data;
1501     int ret;
1502
1503     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1504         adjust_frame_size(s);
1505
1506     deinterleave_input_samples(s, samples);
1507
1508     apply_mdct(s);
1509
1510     compute_rematrixing_strategy(s);
1511
1512     scale_coefficients(s);
1513
1514     apply_rematrixing(s);
1515
1516     process_exponents(s);
1517
1518     ret = compute_bit_allocation(s);
1519     if (ret) {
1520         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1521         return ret;
1522     }
1523
1524     quantize_mantissas(s);
1525
1526     output_frame(s, frame);
1527
1528     return s->frame_size;
1529 }
1530
1531
1532 /**
1533  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1534  */
1535 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1536 {
1537     int blk, ch;
1538     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1539
1540     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1541         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1542     av_freep(&s->planar_samples);
1543     av_freep(&s->bap_buffer);
1544     av_freep(&s->bap1_buffer);
1545     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1546     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1547     av_freep(&s->exp_buffer);
1548     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1549     av_freep(&s->psd_buffer);
1550     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1551     av_freep(&s->mask_buffer);
1552     av_freep(&s->qmant_buffer);
1553     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1554         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1555         av_freep(&block->bap);
1556         av_freep(&block->mdct_coef);
1557         av_freep(&block->fixed_coef);
1558         av_freep(&block->exp);
1559         av_freep(&block->grouped_exp);
1560         av_freep(&block->psd);
1561         av_freep(&block->band_psd);
1562         av_freep(&block->mask);
1563         av_freep(&block->qmant);
1564     }
1565
1566     mdct_end(&s->mdct);
1567
1568     av_freep(&avctx->coded_frame);
1569     return 0;
1570 }
1571
1572
1573 /**
1574  * Set channel information during initialization.
1575  */
1576 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1577                                     int64_t *channel_layout)
1578 {
1579     int ch_layout;
1580
1581     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1582         return AVERROR(EINVAL);
1583     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1584         return AVERROR(EINVAL);
1585     ch_layout = *channel_layout;
1586     if (!ch_layout)
1587         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1588     if (av_get_channel_layout_nb_channels(ch_layout) != channels)
1589         return AVERROR(EINVAL);
1590
1591     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1592     s->channels     = channels;
1593     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1594     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1595     if (s->lfe_on)
1596         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1597
1598     switch (ch_layout) {
1599     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1600     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1601     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1602     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1603     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1604     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1605     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1606     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1607     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1608     default:
1609         return AVERROR(EINVAL);
1610     }
1611
1612     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
1613     *channel_layout = ch_layout;
1614     if (s->lfe_on)
1615         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1616
1617     return 0;
1618 }
1619
1620
1621 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
1622 {
1623     int i, ret;
1624
1625     /* validate channel layout */
1626     if (!avctx->channel_layout) {
1627         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
1628                                       "encoder will guess the layout, but it "
1629                                       "might be incorrect.\n");
1630     }
1631     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
1632     if (ret) {
1633         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
1634         return ret;
1635     }
1636
1637     /* validate sample rate */
1638     for (i = 0; i < 9; i++) {
1639         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
1640             break;
1641     }
1642     if (i == 9) {
1643         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1644         return AVERROR(EINVAL);
1645     }
1646     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
1647     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
1648     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
1649
1650     /* validate bit rate */
1651     for (i = 0; i < 19; i++) {
1652         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
1653             break;
1654     }
1655     if (i == 19) {
1656         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
1657         return AVERROR(EINVAL);
1658     }
1659     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
1660     s->frame_size_code = i << 1;
1661
1662     /* validate cutoff */
1663     if (avctx->cutoff < 0) {
1664         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
1665         return AVERROR(EINVAL);
1666     }
1667     s->cutoff = avctx->cutoff;
1668     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
1669         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
1670
1671     return 0;
1672 }
1673
1674
1675 /**
1676  * Set bandwidth for all channels.
1677  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
1678  * default value will be used.
1679  */
1680 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
1681 {
1682     int ch, bw_code;
1683
1684     if (s->cutoff) {
1685         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
1686         int fbw_coeffs;
1687         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
1688         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
1689     } else {
1690         /* use default bandwidth setting */
1691         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
1692            size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
1693         bw_code = 50;
1694     }
1695
1696     /* set number of coefficients for each channel */
1697     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1698         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
1699         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
1700     }
1701     if (s->lfe_on)
1702         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
1703 }
1704
1705
1706 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
1707 {
1708     int blk, ch;
1709     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1710
1711     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
1712                      alloc_fail);
1713     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1714         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
1715                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
1716                           alloc_fail);
1717     }
1718     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1719                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
1720     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1721                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
1722     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1723                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
1724     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1725                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
1726     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1727                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
1728     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1729                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
1730     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1731                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
1732     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1733                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
1734     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1735                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
1736     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1737         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1738         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
1739                          alloc_fail);
1740         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
1741                           alloc_fail);
1742         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
1743                           alloc_fail);
1744         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
1745                           alloc_fail);
1746         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
1747                           alloc_fail);
1748         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
1749                           alloc_fail);
1750         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
1751                           alloc_fail);
1752         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
1753                           alloc_fail);
1754
1755         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1756             /* arrangement: block, channel, coeff */
1757             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1758             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1759             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
1760             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1761             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
1762             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
1763             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1764
1765             /* arrangement: channel, block, coeff */
1766             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
1767         }
1768     }
1769
1770     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
1771         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1772                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
1773         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1774             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1775             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
1776                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
1777             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1778                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1779         }
1780     } else {
1781         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1782             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1783             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
1784                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
1785             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1786                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
1787         }
1788     }
1789
1790     return 0;
1791 alloc_fail:
1792     return AVERROR(ENOMEM);
1793 }
1794
1795
1796 /**
1797  * Initialize the encoder.
1798  */
1799 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1800 {
1801     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1802     int ret, frame_size_58;
1803
1804     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
1805
1806     ac3_common_init();
1807
1808     ret = validate_options(avctx, s);
1809     if (ret)
1810         return ret;
1811
1812     s->bitstream_id   = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
1813     s->bitstream_mode = 0; /* complete main audio service */
1814
1815     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
1816     s->bits_written    = 0;
1817     s->samples_written = 0;
1818     s->frame_size      = s->frame_size_min;
1819
1820     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
1821     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
1822     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1823     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
1824         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
1825         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1826     }
1827
1828     set_bandwidth(s);
1829
1830     rematrixing_init(s);
1831
1832     exponent_init(s);
1833
1834     bit_alloc_init(s);
1835
1836     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
1837     if (ret)
1838         goto init_fail;
1839
1840     ret = allocate_buffers(avctx);
1841     if (ret)
1842         goto init_fail;
1843
1844     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
1845
1846     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1847
1848     return 0;
1849 init_fail:
1850     ac3_encode_close(avctx);
1851     return ret;
1852 }