Drop unnecessary av_uninit attributes from some variable declarations.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3enc.c
1 /*
2  * The simplest AC-3 encoder
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
5  * Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de>
6  *
7  * This file is part of Libav.
8  *
9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 /**
25  * @file
26  * The simplest AC-3 encoder.
27  */
28
29 //#define ASSERT_LEVEL 2
30
31 #include <stdint.h>
32
33 #include "libavutil/audioconvert.h"
34 #include "libavutil/avassert.h"
35 #include "libavutil/avstring.h"
36 #include "libavutil/crc.h"
37 #include "libavutil/opt.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "put_bits.h"
40 #include "dsputil.h"
41 #include "ac3dsp.h"
42 #include "ac3.h"
43 #include "audioconvert.h"
44 #include "fft.h"
45 #include "ac3enc.h"
46 #include "eac3enc.h"
47
48 typedef struct AC3Mant {
49     int16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
50     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
51 } AC3Mant;
52
53 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
54 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
55     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
56 };
57
58 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
59 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
60     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
61 };
62
63 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
64 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
65     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
66     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
67 };
68
69
70 /**
71  * LUT for number of exponent groups.
72  * exponent_group_tab[coupling][exponent strategy-1][number of coefficients]
73  */
74 static uint8_t exponent_group_tab[2][3][256];
75
76
77 /**
78  * List of supported channel layouts.
79  */
80 const uint64_t ff_ac3_channel_layouts[19] = {
81      AV_CH_LAYOUT_MONO,
82      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
83      AV_CH_LAYOUT_2_1,
84      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
85      AV_CH_LAYOUT_2_2,
86      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
87      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
88      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
89      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
90     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
91     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
92     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
93     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
94     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
95     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
96     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
97      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
98      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
99      0
100 };
101
102
103 /**
104  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
105  * number of full-bandwidth channels.
106  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
107  */
108 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
109 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
110
111     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
112       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
113       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
114
115     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
116       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
117       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
118
119     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
120       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
121       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
122
123     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
124       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
125       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
126
127     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
128       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
129       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
130 };
131
132
133 /**
134  * LUT to select the coupling start band based on the bit rate, sample rate, and
135  * number of full-bandwidth channels. -1 = coupling off
136  * ac3_coupling_start_tab[channel_mode-2][sample rate code][bit rate code]
137  *
138  * TODO: more testing for optimal parameters.
139  *       multi-channel tests at 44.1kHz and 32kHz.
140  */
141 static const int8_t ac3_coupling_start_tab[6][3][19] = {
142 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
143
144     // 2/0
145     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  7,  8, 11, 12, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
146       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  3,  5,  7, 10, 12, 13, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
147       {  0,  0,  0,  0,  1,  2,  2,  9, 13, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
148
149     // 3/0
150     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
151       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
152       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
153
154     // 2/1 - untested
155     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
156       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
157       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
158
159     // 3/1
160     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
161       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
162       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
163
164     // 2/2 - untested
165     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
166       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
167       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
168
169     // 3/2
170     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
171       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
172       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
173 };
174
175
176 /**
177  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
178  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates or any E-AC-3.
179  *
180  * @param s  AC-3 encoder private context
181  */
182 void ff_ac3_adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
183 {
184     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
185         s->bits_written    -= s->bit_rate;
186         s->samples_written -= s->sample_rate;
187     }
188     s->frame_size = s->frame_size_min +
189                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
190     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
191     s->samples_written += AC3_BLOCK_SIZE * s->num_blocks;
192 }
193
194
195 /**
196  * Set the initial coupling strategy parameters prior to coupling analysis.
197  *
198  * @param s  AC-3 encoder private context
199  */
200 void ff_ac3_compute_coupling_strategy(AC3EncodeContext *s)
201 {
202     int blk, ch;
203     int got_cpl_snr;
204     int num_cpl_blocks;
205
206     /* set coupling use flags for each block/channel */
207     /* TODO: turn coupling on/off and adjust start band based on bit usage */
208     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
209         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
210         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
211             block->channel_in_cpl[ch] = s->cpl_on;
212     }
213
214     /* enable coupling for each block if at least 2 channels have coupling
215        enabled for that block */
216     got_cpl_snr = 0;
217     num_cpl_blocks = 0;
218     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
219         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
220         block->num_cpl_channels = 0;
221         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
222             block->num_cpl_channels += block->channel_in_cpl[ch];
223         block->cpl_in_use = block->num_cpl_channels > 1;
224         num_cpl_blocks += block->cpl_in_use;
225         if (!block->cpl_in_use) {
226             block->num_cpl_channels = 0;
227             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
228                 block->channel_in_cpl[ch] = 0;
229         }
230
231         block->new_cpl_strategy = !blk;
232         if (blk) {
233             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
234                 if (block->channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
235                     block->new_cpl_strategy = 1;
236                     break;
237                 }
238             }
239         }
240         block->new_cpl_leak = block->new_cpl_strategy;
241
242         if (!blk || (block->cpl_in_use && !got_cpl_snr)) {
243             block->new_snr_offsets = 1;
244             if (block->cpl_in_use)
245                 got_cpl_snr = 1;
246         } else {
247             block->new_snr_offsets = 0;
248         }
249     }
250     if (!num_cpl_blocks)
251         s->cpl_on = 0;
252
253     /* set bandwidth for each channel */
254     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
255         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
256         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
257             if (block->channel_in_cpl[ch])
258                 block->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
259             else
260                 block->end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
261         }
262     }
263 }
264
265
266 /**
267  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
268  *
269  * @param s  AC-3 encoder private context
270  */
271 void ff_ac3_apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
272 {
273     int nb_coefs;
274     int blk, bnd, i;
275     int start, end;
276     uint8_t *flags;
277
278     if (!s->rematrixing_enabled)
279         return;
280
281     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
282         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
283         if (block->new_rematrixing_strategy)
284             flags = block->rematrixing_flags;
285         nb_coefs = FFMIN(block->end_freq[1], block->end_freq[2]);
286         for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++) {
287             if (flags[bnd]) {
288                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
289                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
290                 for (i = start; i < end; i++) {
291                     int32_t lt = block->fixed_coef[1][i];
292                     int32_t rt = block->fixed_coef[2][i];
293                     block->fixed_coef[1][i] = (lt + rt) >> 1;
294                     block->fixed_coef[2][i] = (lt - rt) >> 1;
295                 }
296             }
297         }
298     }
299 }
300
301
302 /*
303  * Initialize exponent tables.
304  */
305 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
306 {
307     int expstr, i, grpsize;
308
309     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
310         grpsize = 3 << expstr;
311         for (i = 12; i < 256; i++) {
312             exponent_group_tab[0][expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
313             exponent_group_tab[1][expstr][i] = (i              ) / grpsize;
314         }
315     }
316     /* LFE */
317     exponent_group_tab[0][0][7] = 2;
318
319     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
320         ff_eac3_exponent_init();
321 }
322
323
324 /*
325  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
326  */
327 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
328 {
329     int ch        = !s->cpl_on;
330     int chan_size = AC3_MAX_COEFS * s->num_blocks * (s->channels - ch + 1);
331     AC3Block *block = &s->blocks[0];
332
333     s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch], chan_size);
334 }
335
336
337 /**
338  * Exponent Difference Threshold.
339  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
340  */
341 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
342
343 /**
344  * Table used to select exponent strategy based on exponent reuse block interval.
345  */
346 static const uint8_t exp_strategy_reuse_tab[4][6] = {
347     { EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
348     { EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
349     { EXP_D25, EXP_D25, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
350     { EXP_D45, EXP_D25, EXP_D25, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 }
351 };
352
353 /*
354  * Calculate exponent strategies for all channels.
355  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
356  */
357 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
358 {
359     int ch, blk, blk1;
360
361     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
362         uint8_t *exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
363         uint8_t *exp          = s->blocks[0].exp[ch];
364         int exp_diff;
365
366         /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
367            reused in the next frame */
368         exp_strategy[0] = EXP_NEW;
369         exp += AC3_MAX_COEFS;
370         for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++, exp += AC3_MAX_COEFS) {
371             if (ch == CPL_CH) {
372                 if (!s->blocks[blk-1].cpl_in_use) {
373                     exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
374                     continue;
375                 } else if (!s->blocks[blk].cpl_in_use) {
376                     exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
377                     continue;
378                 }
379             } else if (s->blocks[blk].channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
380                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
381                 continue;
382             }
383             exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
384             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
385             if (ch == CPL_CH && exp_diff > (EXP_DIFF_THRESHOLD * (s->blocks[blk].end_freq[ch] - s->start_freq[ch]) / AC3_MAX_COEFS))
386                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
387             else if (ch > CPL_CH && exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
388                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
389         }
390
391         /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
392            recoded, we use a coarse encoding */
393         blk = 0;
394         while (blk < s->num_blocks) {
395             blk1 = blk + 1;
396             while (blk1 < s->num_blocks && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
397                 blk1++;
398             exp_strategy[blk] = exp_strategy_reuse_tab[s->num_blks_code][blk1-blk-1];
399             blk = blk1;
400         }
401     }
402     if (s->lfe_on) {
403         ch = s->lfe_channel;
404         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
405         for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++)
406             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
407     }
408
409     /* for E-AC-3, determine frame exponent strategy */
410     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
411         ff_eac3_get_frame_exp_strategy(s);
412 }
413
414
415 /**
416  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
417  *
418  * @param[in,out] exp   array of exponents for 1 block in 1 channel
419  * @param nb_exps       number of exponents in active bandwidth
420  * @param exp_strategy  exponent strategy for the block
421  * @param cpl           indicates if the block is in the coupling channel
422  */
423 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy,
424                                     int cpl)
425 {
426     int nb_groups, i, k;
427
428     nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
429
430     /* for each group, compute the minimum exponent */
431     switch(exp_strategy) {
432     case EXP_D25:
433         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
434             uint8_t exp_min = exp[k];
435             if (exp[k+1] < exp_min)
436                 exp_min = exp[k+1];
437             exp[i-cpl] = exp_min;
438             k += 2;
439         }
440         break;
441     case EXP_D45:
442         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
443             uint8_t exp_min = exp[k];
444             if (exp[k+1] < exp_min)
445                 exp_min = exp[k+1];
446             if (exp[k+2] < exp_min)
447                 exp_min = exp[k+2];
448             if (exp[k+3] < exp_min)
449                 exp_min = exp[k+3];
450             exp[i-cpl] = exp_min;
451             k += 4;
452         }
453         break;
454     }
455
456     /* constraint for DC exponent */
457     if (!cpl && exp[0] > 15)
458         exp[0] = 15;
459
460     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
461        differentially encoded */
462     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
463         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
464     i--;
465     while (--i >= 0)
466         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
467
468     if (cpl)
469         exp[-1] = exp[0] & ~1;
470
471     /* now we have the exponent values the decoder will see */
472     switch (exp_strategy) {
473     case EXP_D25:
474         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 2)-cpl; i > 0; i--) {
475             uint8_t exp1 = exp[i-cpl];
476             exp[k--] = exp1;
477             exp[k--] = exp1;
478         }
479         break;
480     case EXP_D45:
481         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 4)-cpl; i > 0; i--) {
482             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i-cpl];
483             k -= 4;
484         }
485         break;
486     }
487 }
488
489
490 /*
491  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
492  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
493  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
494  * encoded.
495  */
496 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
497 {
498     int blk, blk1, ch, cpl;
499     uint8_t *exp, *exp_strategy;
500     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
501
502     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++) {
503         exp          = s->blocks[0].exp[ch] + s->start_freq[ch];
504         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
505
506         cpl = (ch == CPL_CH);
507         blk = 0;
508         while (blk < s->num_blocks) {
509             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
510             if (cpl && !block->cpl_in_use) {
511                 exp += AC3_MAX_COEFS;
512                 blk++;
513                 continue;
514             }
515             nb_coefs = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
516             blk1 = blk + 1;
517
518             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
519                and set exponent reference block numbers */
520             s->exp_ref_block[ch][blk] = blk;
521             while (blk1 < s->num_blocks && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
522                 s->exp_ref_block[ch][blk1] = blk;
523                 blk1++;
524             }
525             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
526
527             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
528             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp-s->start_freq[ch], num_reuse_blocks,
529                                        AC3_MAX_COEFS);
530
531             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk], cpl);
532
533             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
534             blk = blk1;
535         }
536     }
537
538     /* reference block numbers have been changed, so reset ref_bap_set */
539     s->ref_bap_set = 0;
540 }
541
542
543 /*
544  * Count exponent bits based on bandwidth, coupling, and exponent strategies.
545  */
546 static int count_exponent_bits(AC3EncodeContext *s)
547 {
548     int blk, ch;
549     int nb_groups, bit_count;
550
551     bit_count = 0;
552     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
553         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
554         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
555             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
556             int cpl          = (ch == CPL_CH);
557             int nb_coefs     = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
558
559             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
560                 continue;
561
562             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_coefs];
563             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
564         }
565     }
566
567     return bit_count;
568 }
569
570
571 /**
572  * Group exponents.
573  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
574  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
575  *
576  * @param s  AC-3 encoder private context
577  */
578 void ff_ac3_group_exponents(AC3EncodeContext *s)
579 {
580     int blk, ch, i, cpl;
581     int group_size, nb_groups;
582     uint8_t *p;
583     int delta0, delta1, delta2;
584     int exp0, exp1;
585
586     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
587         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
588         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
589             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
590             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
591                 continue;
592             cpl = (ch == CPL_CH);
593             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
594             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
595             p = block->exp[ch] + s->start_freq[ch] - cpl;
596
597             /* DC exponent */
598             exp1 = *p++;
599             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
600
601             /* remaining exponents are delta encoded */
602             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
603                 /* merge three delta in one code */
604                 exp0   = exp1;
605                 exp1   = p[0];
606                 p     += group_size;
607                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
608                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
609
610                 exp0   = exp1;
611                 exp1   = p[0];
612                 p     += group_size;
613                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
614                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
615
616                 exp0   = exp1;
617                 exp1   = p[0];
618                 p     += group_size;
619                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
620                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
621
622                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
623             }
624         }
625     }
626 }
627
628
629 /**
630  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
631  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
632  * and encode final exponents.
633  *
634  * @param s  AC-3 encoder private context
635  */
636 void ff_ac3_process_exponents(AC3EncodeContext *s)
637 {
638     extract_exponents(s);
639
640     compute_exp_strategy(s);
641
642     encode_exponents(s);
643
644     emms_c();
645 }
646
647
648 /*
649  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
650  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
651  */
652 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
653 {
654     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
655     int blk;
656     int frame_bits;
657
658     /* assumptions:
659      *   no dynamic range codes
660      *   bit allocation parameters do not change between blocks
661      *   no delta bit allocation
662      *   no skipped data
663      *   no auxilliary data
664      *   no E-AC-3 metadata
665      */
666
667     /* header */
668     frame_bits = 16; /* sync info */
669     if (s->eac3) {
670         /* bitstream info header */
671         frame_bits += 35;
672         frame_bits += 1 + 1;
673         if (s->num_blocks != 0x6)
674             frame_bits++;
675         frame_bits++;
676         /* audio frame header */
677         if (s->num_blocks == 6)
678             frame_bits += 2;
679         frame_bits += 10;
680         /* exponent strategy */
681         if (s->use_frame_exp_strategy)
682             frame_bits += 5 * s->fbw_channels;
683         else
684             frame_bits += s->num_blocks * 2 * s->fbw_channels;
685         if (s->lfe_on)
686             frame_bits += s->num_blocks;
687         /* converter exponent strategy */
688         if (s->num_blks_code != 0x3)
689             frame_bits++;
690         else
691             frame_bits += s->fbw_channels * 5;
692         /* snr offsets */
693         frame_bits += 10;
694         /* block start info */
695         if (s->num_blocks != 1)
696             frame_bits++;
697     } else {
698         frame_bits += 49;
699         frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
700     }
701
702     /* audio blocks */
703     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
704         if (!s->eac3) {
705             /* block switch flags */
706             frame_bits += s->fbw_channels;
707
708             /* dither flags */
709             frame_bits += s->fbw_channels;
710         }
711
712         /* dynamic range */
713         frame_bits++;
714
715         /* spectral extension */
716         if (s->eac3)
717             frame_bits++;
718
719         if (!s->eac3) {
720             /* exponent strategy */
721             frame_bits += 2 * s->fbw_channels;
722             if (s->lfe_on)
723                 frame_bits++;
724
725             /* bit allocation params */
726             frame_bits++;
727             if (!blk)
728                 frame_bits += 2 + 2 + 2 + 2 + 3;
729         }
730
731         /* converter snr offset */
732         if (s->eac3)
733             frame_bits++;
734
735         if (!s->eac3) {
736             /* delta bit allocation */
737             frame_bits++;
738
739             /* skipped data */
740             frame_bits++;
741         }
742     }
743
744     /* auxiliary data */
745     frame_bits++;
746
747     /* CRC */
748     frame_bits += 1 + 16;
749
750     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
751 }
752
753
754 /*
755  * Initialize bit allocation.
756  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
757  */
758 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
759 {
760     int ch;
761
762     /* init default parameters */
763     s->slow_decay_code = 2;
764     s->fast_decay_code = 1;
765     s->slow_gain_code  = 1;
766     s->db_per_bit_code = s->eac3 ? 2 : 3;
767     s->floor_code      = 7;
768     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++)
769         s->fast_gain_code[ch] = 4;
770
771     /* initial snr offset */
772     s->coarse_snr_offset = 40;
773
774     /* compute real values */
775     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
776        set them once at initialization */
777     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
778     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
779     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
780     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
781     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
782     s->bit_alloc.cpl_fast_leak = 0;
783     s->bit_alloc.cpl_slow_leak = 0;
784
785     count_frame_bits_fixed(s);
786 }
787
788
789 /*
790  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
791  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
792  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
793  */
794 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
795 {
796     AC3EncOptions *opt = &s->options;
797     int blk, ch;
798     int frame_bits = 0;
799
800     /* header */
801     if (s->eac3) {
802         if (opt->eac3_mixing_metadata) {
803             if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_STEREO)
804                 frame_bits += 2;
805             if (s->has_center)
806                 frame_bits += 6;
807             if (s->has_surround)
808                 frame_bits += 6;
809             frame_bits += s->lfe_on;
810             frame_bits += 1 + 1 + 2;
811             if (s->channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO)
812                 frame_bits++;
813             frame_bits++;
814         }
815         if (opt->eac3_info_metadata) {
816             frame_bits += 3 + 1 + 1;
817             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
818                 frame_bits += 2 + 2;
819             if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R)
820                 frame_bits += 2;
821             frame_bits++;
822             if (opt->audio_production_info)
823                 frame_bits += 5 + 2 + 1;
824             frame_bits++;
825         }
826         /* coupling */
827         if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_MONO) {
828             frame_bits++;
829             for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++) {
830                 AC3Block *block = &s->blocks[blk];
831                 frame_bits++;
832                 if (block->new_cpl_strategy)
833                     frame_bits++;
834             }
835         }
836         /* coupling exponent strategy */
837         if (s->cpl_on) {
838             if (s->use_frame_exp_strategy) {
839                 frame_bits += 5 * s->cpl_on;
840             } else {
841                 for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
842                     frame_bits += 2 * s->blocks[blk].cpl_in_use;
843             }
844         }
845     } else {
846         if (opt->audio_production_info)
847             frame_bits += 7;
848         if (s->bitstream_id == 6) {
849             if (opt->extended_bsi_1)
850                 frame_bits += 14;
851             if (opt->extended_bsi_2)
852                 frame_bits += 14;
853         }
854     }
855
856     /* audio blocks */
857     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
858         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
859
860         /* coupling strategy */
861         if (!s->eac3)
862             frame_bits++;
863         if (block->new_cpl_strategy) {
864             if (!s->eac3)
865                 frame_bits++;
866             if (block->cpl_in_use) {
867                 if (s->eac3)
868                     frame_bits++;
869                 if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
870                     frame_bits += s->fbw_channels;
871                 if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
872                     frame_bits++;
873                 frame_bits += 4 + 4;
874                 if (s->eac3)
875                     frame_bits++;
876                 else
877                     frame_bits += s->num_cpl_subbands - 1;
878             }
879         }
880
881         /* coupling coordinates */
882         if (block->cpl_in_use) {
883             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
884                 if (block->channel_in_cpl[ch]) {
885                     if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords[ch] != 2)
886                         frame_bits++;
887                     if (block->new_cpl_coords[ch]) {
888                         frame_bits += 2;
889                         frame_bits += (4 + 4) * s->num_cpl_bands;
890                     }
891                 }
892             }
893         }
894
895         /* stereo rematrixing */
896         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
897             if (!s->eac3 || blk > 0)
898                 frame_bits++;
899             if (s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy)
900                 frame_bits += block->num_rematrixing_bands;
901         }
902
903         /* bandwidth codes & gain range */
904         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
905             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
906                 if (!block->channel_in_cpl[ch])
907                     frame_bits += 6;
908                 frame_bits += 2;
909             }
910         }
911
912         /* coupling exponent strategy */
913         if (!s->eac3 && block->cpl_in_use)
914             frame_bits += 2;
915
916         /* snr offsets and fast gain codes */
917         if (!s->eac3) {
918             frame_bits++;
919             if (block->new_snr_offsets)
920                 frame_bits += 6 + (s->channels + block->cpl_in_use) * (4 + 3);
921         }
922
923         /* coupling leak info */
924         if (block->cpl_in_use) {
925             if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
926                 frame_bits++;
927             if (block->new_cpl_leak)
928                 frame_bits += 3 + 3;
929         }
930     }
931
932     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
933 }
934
935
936 /*
937  * Calculate masking curve based on the final exponents.
938  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
939  */
940 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
941 {
942     int blk, ch;
943
944     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
945         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
946         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
947             /* We only need psd and mask for calculating bap.
948                Since we currently do not calculate bap when exponent
949                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
950             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
951                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], s->start_freq[ch],
952                                           block->end_freq[ch], block->psd[ch],
953                                           block->band_psd[ch]);
954                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
955                                            s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
956                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
957                                            ch == s->lfe_channel,
958                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
959                                            block->mask[ch]);
960             }
961         }
962     }
963 }
964
965
966 /*
967  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
968  * They may have been switched during the bit allocation search.
969  */
970 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
971 {
972     int blk, ch;
973     uint8_t *ref_bap;
974
975     if (s->ref_bap[0][0] == s->bap_buffer && s->ref_bap_set)
976         return;
977
978     ref_bap = s->bap_buffer;
979     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++) {
980         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
981             s->ref_bap[ch][blk] = ref_bap + AC3_MAX_COEFS * s->exp_ref_block[ch][blk];
982         ref_bap += AC3_MAX_COEFS * s->num_blocks;
983     }
984     s->ref_bap_set = 1;
985 }
986
987
988 /**
989  * Initialize mantissa counts.
990  * These are set so that they are padded to the next whole group size when bits
991  * are counted in compute_mantissa_size.
992  *
993  * @param[in,out] mant_cnt  running counts for each bap value for each block
994  */
995 static void count_mantissa_bits_init(uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16])
996 {
997     int blk;
998
999     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1000         memset(mant_cnt[blk], 0, sizeof(mant_cnt[blk]));
1001         mant_cnt[blk][1] = mant_cnt[blk][2] = 2;
1002         mant_cnt[blk][4] = 1;
1003     }
1004 }
1005
1006
1007 /**
1008  * Update mantissa bit counts for all blocks in 1 channel in a given bandwidth
1009  * range.
1010  *
1011  * @param s                 AC-3 encoder private context
1012  * @param ch                channel index
1013  * @param[in,out] mant_cnt  running counts for each bap value for each block
1014  * @param start             starting coefficient bin
1015  * @param end               ending coefficient bin
1016  */
1017 static void count_mantissa_bits_update_ch(AC3EncodeContext *s, int ch,
1018                                           uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16],
1019                                           int start, int end)
1020 {
1021     int blk;
1022
1023     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1024         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1025         if (ch == CPL_CH && !block->cpl_in_use)
1026             continue;
1027         s->ac3dsp.update_bap_counts(mant_cnt[blk],
1028                                     s->ref_bap[ch][blk] + start,
1029                                     FFMIN(end, block->end_freq[ch]) - start);
1030     }
1031 }
1032
1033
1034 /*
1035  * Count the number of mantissa bits in the frame based on the bap values.
1036  */
1037 static int count_mantissa_bits(AC3EncodeContext *s)
1038 {
1039     int ch, max_end_freq;
1040     LOCAL_ALIGNED_16(uint16_t, mant_cnt, [AC3_MAX_BLOCKS], [16]);
1041
1042     count_mantissa_bits_init(mant_cnt);
1043
1044     max_end_freq = s->bandwidth_code * 3 + 73;
1045     for (ch = !s->cpl_enabled; ch <= s->channels; ch++)
1046         count_mantissa_bits_update_ch(s, ch, mant_cnt, s->start_freq[ch],
1047                                       max_end_freq);
1048
1049     return s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt);
1050 }
1051
1052
1053 /**
1054  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
1055  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
1056  * the quantization of each mantissa.
1057  *
1058  * @param s           AC-3 encoder private context
1059  * @param snr_offset  SNR offset, 0 to 1023
1060  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1061  *         is used.
1062  */
1063 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1064 {
1065     int blk, ch;
1066
1067     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1068
1069     reset_block_bap(s);
1070     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1071         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1072
1073         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1074             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1075                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1076                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1077                whenever we reuse exponents. */
1078             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1079                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch],
1080                                              s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
1081                                              snr_offset, s->bit_alloc.floor,
1082                                              ff_ac3_bap_tab, s->ref_bap[ch][blk]);
1083             }
1084         }
1085     }
1086     return count_mantissa_bits(s);
1087 }
1088
1089
1090 /*
1091  * Constant bitrate bit allocation search.
1092  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1093  */
1094 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1095 {
1096     int ch;
1097     int bits_left;
1098     int snr_offset, snr_incr;
1099
1100     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1101     if (bits_left < 0)
1102         return AVERROR(EINVAL);
1103
1104     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1105
1106     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1107        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1108     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[1]) == 1023) {
1109         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1110             return 0;
1111     }
1112
1113     while (snr_offset >= 0 &&
1114            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1115         snr_offset -= 64;
1116     }
1117     if (snr_offset < 0)
1118         return AVERROR(EINVAL);
1119
1120     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1121     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1122         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1123                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1124             snr_offset += snr_incr;
1125             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1126         }
1127     }
1128     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1129     reset_block_bap(s);
1130
1131     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1132     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++)
1133         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1134
1135     return 0;
1136 }
1137
1138
1139 /*
1140  * Perform bit allocation search.
1141  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1142  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1143  * used to quantize the mantissas.
1144  */
1145 int ff_ac3_compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1146 {
1147     count_frame_bits(s);
1148
1149     s->exponent_bits = count_exponent_bits(s);
1150
1151     bit_alloc_masking(s);
1152
1153     return cbr_bit_allocation(s);
1154 }
1155
1156
1157 /**
1158  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1159  *
1160  * @param c       unquantized coefficient
1161  * @param e       exponent
1162  * @param levels  number of quantization levels
1163  * @return        quantized coefficient
1164  */
1165 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1166 {
1167     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1168     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1169     return v;
1170 }
1171
1172
1173 /**
1174  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1175  *
1176  * @param c      unquantized coefficient
1177  * @param e      exponent
1178  * @param qbits  number of quantization bits
1179  * @return       quantized coefficient
1180  */
1181 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1182 {
1183     int m;
1184
1185     c = (((c << e) >> (24 - qbits)) + 1) >> 1;
1186     m = (1 << (qbits-1));
1187     if (c >= m)
1188         c = m - 1;
1189     av_assert2(c >= -m);
1190     return c;
1191 }
1192
1193
1194 /**
1195  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1196  *
1197  * @param s           Mantissa count context
1198  * @param fixed_coef  unquantized fixed-point coefficients
1199  * @param exp         exponents
1200  * @param bap         bit allocation pointer indices
1201  * @param[out] qmant  quantized coefficients
1202  * @param start_freq  starting coefficient bin
1203  * @param end_freq    ending coefficient bin
1204  */
1205 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1206                                       uint8_t *exp, uint8_t *bap,
1207                                       int16_t *qmant, int start_freq,
1208                                       int end_freq)
1209 {
1210     int i;
1211
1212     for (i = start_freq; i < end_freq; i++) {
1213         int v;
1214         int c = fixed_coef[i];
1215         int e = exp[i];
1216         int b = bap[i];
1217         switch (b) {
1218         case 0:
1219             v = 0;
1220             break;
1221         case 1:
1222             v = sym_quant(c, e, 3);
1223             switch (s->mant1_cnt) {
1224             case 0:
1225                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1226                 v = 9 * v;
1227                 s->mant1_cnt = 1;
1228                 break;
1229             case 1:
1230                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1231                 s->mant1_cnt = 2;
1232                 v = 128;
1233                 break;
1234             default:
1235                 *s->qmant1_ptr += v;
1236                 s->mant1_cnt = 0;
1237                 v = 128;
1238                 break;
1239             }
1240             break;
1241         case 2:
1242             v = sym_quant(c, e, 5);
1243             switch (s->mant2_cnt) {
1244             case 0:
1245                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1246                 v = 25 * v;
1247                 s->mant2_cnt = 1;
1248                 break;
1249             case 1:
1250                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1251                 s->mant2_cnt = 2;
1252                 v = 128;
1253                 break;
1254             default:
1255                 *s->qmant2_ptr += v;
1256                 s->mant2_cnt = 0;
1257                 v = 128;
1258                 break;
1259             }
1260             break;
1261         case 3:
1262             v = sym_quant(c, e, 7);
1263             break;
1264         case 4:
1265             v = sym_quant(c, e, 11);
1266             switch (s->mant4_cnt) {
1267             case 0:
1268                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1269                 v = 11 * v;
1270                 s->mant4_cnt = 1;
1271                 break;
1272             default:
1273                 *s->qmant4_ptr += v;
1274                 s->mant4_cnt = 0;
1275                 v = 128;
1276                 break;
1277             }
1278             break;
1279         case 5:
1280             v = sym_quant(c, e, 15);
1281             break;
1282         case 14:
1283             v = asym_quant(c, e, 14);
1284             break;
1285         case 15:
1286             v = asym_quant(c, e, 16);
1287             break;
1288         default:
1289             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1290             break;
1291         }
1292         qmant[i] = v;
1293     }
1294 }
1295
1296
1297 /**
1298  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1299  *
1300  * @param s  AC-3 encoder private context
1301  */
1302 void ff_ac3_quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1303 {
1304     int blk, ch, ch0=0, got_cpl;
1305
1306     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1307         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1308         AC3Mant m = { 0 };
1309
1310         got_cpl = !block->cpl_in_use;
1311         for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1312             if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1313                 ch0     = ch - 1;
1314                 ch      = CPL_CH;
1315                 got_cpl = 1;
1316             }
1317             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1318                                       s->blocks[s->exp_ref_block[ch][blk]].exp[ch],
1319                                       s->ref_bap[ch][blk], block->qmant[ch],
1320                                       s->start_freq[ch], block->end_freq[ch]);
1321             if (ch == CPL_CH)
1322                 ch = ch0;
1323         }
1324     }
1325 }
1326
1327
1328 /*
1329  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1330  */
1331 static void ac3_output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1332 {
1333     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1334
1335     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1336     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1337     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1338     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1339     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1340     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1341     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1342     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1343         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1344     if (s->channel_mode & 0x04)
1345         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1346     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1347         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1348     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1349     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1350     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1351     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1352     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1353     if (opt->audio_production_info) {
1354         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1355         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1356     }
1357     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1358     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1359     if (s->bitstream_id == 6) {
1360         /* alternate bit stream syntax */
1361         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1362         if (opt->extended_bsi_1) {
1363             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1364             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1365             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1366             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1367             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1368         }
1369         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1370         if (opt->extended_bsi_2) {
1371             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1372             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1373             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1374             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1375         }
1376     } else {
1377     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1378     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1379     }
1380     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1381 }
1382
1383
1384 /*
1385  * Write one audio block to the output bitstream.
1386  */
1387 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1388 {
1389     int ch, i, baie, bnd, got_cpl, ch0;
1390     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1391
1392     /* block switching */
1393     if (!s->eac3) {
1394         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1395             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1396     }
1397
1398     /* dither flags */
1399     if (!s->eac3) {
1400         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1401             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1402     }
1403
1404     /* dynamic range codes */
1405     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1406
1407     /* spectral extension */
1408     if (s->eac3)
1409         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1410
1411     /* channel coupling */
1412     if (!s->eac3)
1413         put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_strategy);
1414     if (block->new_cpl_strategy) {
1415         if (!s->eac3)
1416             put_bits(&s->pb, 1, block->cpl_in_use);
1417         if (block->cpl_in_use) {
1418             int start_sub, end_sub;
1419             if (s->eac3)
1420                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* enhanced coupling */
1421             if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO) {
1422                 for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1423                     put_bits(&s->pb, 1, block->channel_in_cpl[ch]);
1424             }
1425             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1426                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* phase flags in use */
1427             start_sub = (s->start_freq[CPL_CH] - 37) / 12;
1428             end_sub   = (s->cpl_end_freq       - 37) / 12;
1429             put_bits(&s->pb, 4, start_sub);
1430             put_bits(&s->pb, 4, end_sub - 3);
1431             /* coupling band structure */
1432             if (s->eac3) {
1433                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* use default */
1434             } else {
1435                 for (bnd = start_sub+1; bnd < end_sub; bnd++)
1436                     put_bits(&s->pb, 1, ff_eac3_default_cpl_band_struct[bnd]);
1437             }
1438         }
1439     }
1440
1441     /* coupling coordinates */
1442     if (block->cpl_in_use) {
1443         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1444             if (block->channel_in_cpl[ch]) {
1445                 if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords[ch] != 2)
1446                     put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_coords[ch]);
1447                 if (block->new_cpl_coords[ch]) {
1448                     put_bits(&s->pb, 2, block->cpl_master_exp[ch]);
1449                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
1450                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_exp [ch][bnd]);
1451                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_mant[ch][bnd]);
1452                     }
1453                 }
1454             }
1455         }
1456     }
1457
1458     /* stereo rematrixing */
1459     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1460         if (!s->eac3 || blk > 0)
1461             put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1462         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1463             /* rematrixing flags */
1464             for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++)
1465                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[bnd]);
1466         }
1467     }
1468
1469     /* exponent strategy */
1470     if (!s->eac3) {
1471         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1472             put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1473         if (s->lfe_on)
1474             put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1475     }
1476
1477     /* bandwidth */
1478     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1479         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE && !block->channel_in_cpl[ch])
1480             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code);
1481     }
1482
1483     /* exponents */
1484     for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1485         int nb_groups;
1486         int cpl = (ch == CPL_CH);
1487
1488         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1489             continue;
1490
1491         /* DC exponent */
1492         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0] >> cpl);
1493
1494         /* exponent groups */
1495         nb_groups = exponent_group_tab[cpl][s->exp_strategy[ch][blk]-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
1496         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1497             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1498
1499         /* gain range info */
1500         if (ch != s->lfe_channel && !cpl)
1501             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1502     }
1503
1504     /* bit allocation info */
1505     if (!s->eac3) {
1506         baie = (blk == 0);
1507         put_bits(&s->pb, 1, baie);
1508         if (baie) {
1509             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1510             put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1511             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1512             put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1513             put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1514         }
1515     }
1516
1517     /* snr offset */
1518     if (!s->eac3) {
1519         put_bits(&s->pb, 1, block->new_snr_offsets);
1520         if (block->new_snr_offsets) {
1521             put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1522             for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1523                 put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1524                 put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1525             }
1526         }
1527     } else {
1528         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no converter snr offset */
1529     }
1530
1531     /* coupling leak */
1532     if (block->cpl_in_use) {
1533         if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
1534             put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_leak);
1535         if (block->new_cpl_leak) {
1536             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_fast_leak);
1537             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_slow_leak);
1538         }
1539     }
1540
1541     if (!s->eac3) {
1542         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1543         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1544     }
1545
1546     /* mantissas */
1547     got_cpl = !block->cpl_in_use;
1548     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1549         int b, q;
1550
1551         if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1552             ch0     = ch - 1;
1553             ch      = CPL_CH;
1554             got_cpl = 1;
1555         }
1556         for (i = s->start_freq[ch]; i < block->end_freq[ch]; i++) {
1557             q = block->qmant[ch][i];
1558             b = s->ref_bap[ch][blk][i];
1559             switch (b) {
1560             case 0:                                          break;
1561             case 1: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   5, q); break;
1562             case 2: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   7, q); break;
1563             case 3:               put_sbits(&s->pb,   3, q); break;
1564             case 4: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   7, q); break;
1565             case 14:              put_sbits(&s->pb,  14, q); break;
1566             case 15:              put_sbits(&s->pb,  16, q); break;
1567             default:              put_sbits(&s->pb, b-1, q); break;
1568             }
1569         }
1570         if (ch == CPL_CH)
1571             ch = ch0;
1572     }
1573 }
1574
1575
1576 /** CRC-16 Polynomial */
1577 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1578
1579
1580 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1581 {
1582     unsigned int c;
1583
1584     c = 0;
1585     while (a) {
1586         if (a & 1)
1587             c ^= b;
1588         a = a >> 1;
1589         b = b << 1;
1590         if (b & (1 << 16))
1591             b ^= poly;
1592     }
1593     return c;
1594 }
1595
1596
1597 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1598 {
1599     unsigned int r;
1600     r = 1;
1601     while (n) {
1602         if (n & 1)
1603             r = mul_poly(r, a, poly);
1604         a = mul_poly(a, a, poly);
1605         n >>= 1;
1606     }
1607     return r;
1608 }
1609
1610
1611 /*
1612  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1613  */
1614 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1615 {
1616     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1617     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1618     uint8_t *frame;
1619
1620     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1621
1622     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1623     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1624     flush_put_bits(&s->pb);
1625     frame = s->pb.buf;
1626     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1627     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1628     if (pad_bytes > 0)
1629         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1630
1631     if (s->eac3) {
1632         /* compute crc2 */
1633         crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + 2, s->frame_size - 5);
1634     } else {
1635     /* compute crc1 */
1636     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1637     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1638     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1639     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1640     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1641
1642     /* compute crc2 */
1643     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1644                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1645     }
1646     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1647     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1648     if (crc2 == 0x770B) {
1649         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1650         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1651     }
1652     crc2 = av_bswap16(crc2);
1653     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1654 }
1655
1656
1657 /**
1658  * Write the frame to the output bitstream.
1659  *
1660  * @param s      AC-3 encoder private context
1661  * @param frame  output data buffer
1662  */
1663 void ff_ac3_output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1664 {
1665     int blk;
1666
1667     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1668
1669     s->output_frame_header(s);
1670
1671     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
1672         output_audio_block(s, blk);
1673
1674     output_frame_end(s);
1675 }
1676
1677
1678 static void dprint_options(AC3EncodeContext *s)
1679 {
1680 #ifdef DEBUG
1681     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1682     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1683     char strbuf[32];
1684
1685     switch (s->bitstream_id) {
1686     case  6:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)",       32); break;
1687     case  8:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (standard)",         32); break;
1688     case  9:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)",   32); break;
1689     case 10:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate)", 32); break;
1690     case 16:  av_strlcpy(strbuf, "E-AC-3 (enhanced)",       32); break;
1691     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1692     }
1693     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1694     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1695     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1696     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1697     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1698     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1699     av_dlog(avctx, "blocks/frame: %d (code=%d)\n", s->num_blocks, s->num_blks_code);
1700     if (s->cutoff)
1701         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1702
1703     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1704             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1705     if (s->has_center)
1706         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1707                 s->center_mix_level);
1708     else
1709         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1710     if (s->has_surround)
1711         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1712                 s->surround_mix_level);
1713     else
1714         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1715     if (opt->audio_production_info) {
1716         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1717         switch (opt->room_type) {
1718         case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1719         case AC3ENC_OPT_LARGE_ROOM:    av_strlcpy(strbuf, "large", 32);        break;
1720         case AC3ENC_OPT_SMALL_ROOM:    av_strlcpy(strbuf, "small", 32);        break;
1721         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1722         }
1723         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1724     } else {
1725         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1726         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1727     }
1728     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1729     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1730     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1731         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1732         case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1733         case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1734         case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1735         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1736         }
1737         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1738     } else {
1739         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1740     }
1741     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1742
1743     if (s->bitstream_id == 6) {
1744         if (opt->extended_bsi_1) {
1745             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1746             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1747             case AC3ENC_OPT_DOWNMIX_LTRT:  av_strlcpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1748             case AC3ENC_OPT_DOWNMIX_LORO:  av_strlcpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1749             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1750             }
1751             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1752             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1753                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1754             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1755                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1756             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1757                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1758             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1759                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1760         } else {
1761             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1762         }
1763         if (opt->extended_bsi_2) {
1764             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1765             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1766             case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1767             case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1768             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1769             }
1770             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1771             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1772             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1773             case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1774             case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1775             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1776             }
1777             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1778
1779             switch (opt->ad_converter_type) {
1780             case AC3ENC_OPT_ADCONV_STANDARD: av_strlcpy(strbuf, "standard", 32); break;
1781             case AC3ENC_OPT_ADCONV_HDCD:     av_strlcpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1782             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1783             }
1784             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1785         } else {
1786             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1787         }
1788     }
1789 #endif
1790 }
1791
1792
1793 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1794
1795 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1796 {
1797     int i;
1798
1799     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1800         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1801             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1802             break;
1803     }
1804     if (i == v_list_size)
1805         return -1;
1806
1807     return i;
1808 }
1809
1810
1811 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1812                                float *opt_param, const float *list,
1813                                int list_size, int default_value, int min_value,
1814                                int *ctx_param)
1815 {
1816     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1817     if (mixlev < min_value) {
1818         mixlev = default_value;
1819         if (*opt_param >= 0.0) {
1820             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1821                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1822         }
1823     }
1824     *opt_param = list[mixlev];
1825     *ctx_param = mixlev;
1826 }
1827
1828
1829 /**
1830  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1831  * These values can optionally be changed per-frame.
1832  *
1833  * @param s  AC-3 encoder private context
1834  */
1835 int ff_ac3_validate_metadata(AC3EncodeContext *s)
1836 {
1837     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1838     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1839
1840     opt->audio_production_info = 0;
1841     opt->extended_bsi_1        = 0;
1842     opt->extended_bsi_2        = 0;
1843     opt->eac3_mixing_metadata  = 0;
1844     opt->eac3_info_metadata    = 0;
1845
1846     /* determine mixing metadata / xbsi1 use */
1847     if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_STEREO && opt->preferred_stereo_downmix != AC3ENC_OPT_NONE) {
1848         opt->extended_bsi_1       = 1;
1849         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1850     }
1851     if (s->has_center &&
1852         (opt->ltrt_center_mix_level >= 0 || opt->loro_center_mix_level >= 0)) {
1853         opt->extended_bsi_1       = 1;
1854         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1855     }
1856     if (s->has_surround &&
1857         (opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 || opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1858         opt->extended_bsi_1       = 1;
1859         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1860     }
1861
1862     if (s->eac3) {
1863         /* determine info metadata use */
1864         if (avctx->audio_service_type != AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_MAIN)
1865             opt->eac3_info_metadata = 1;
1866         if (opt->copyright != AC3ENC_OPT_NONE || opt->original != AC3ENC_OPT_NONE)
1867             opt->eac3_info_metadata = 1;
1868         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
1869             (opt->dolby_headphone_mode != AC3ENC_OPT_NONE || opt->dolby_surround_mode != AC3ENC_OPT_NONE))
1870             opt->eac3_info_metadata = 1;
1871         if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R && opt->dolby_surround_ex_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1872             opt->eac3_info_metadata = 1;
1873         if (opt->mixing_level != AC3ENC_OPT_NONE || opt->room_type != AC3ENC_OPT_NONE ||
1874             opt->ad_converter_type != AC3ENC_OPT_NONE) {
1875             opt->audio_production_info = 1;
1876             opt->eac3_info_metadata    = 1;
1877         }
1878     } else {
1879         /* determine audio production info use */
1880         if (opt->mixing_level != AC3ENC_OPT_NONE || opt->room_type != AC3ENC_OPT_NONE)
1881             opt->audio_production_info = 1;
1882
1883         /* determine xbsi2 use */
1884         if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R && opt->dolby_surround_ex_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1885             opt->extended_bsi_2 = 1;
1886         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && opt->dolby_headphone_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1887             opt->extended_bsi_2 = 1;
1888         if (opt->ad_converter_type != AC3ENC_OPT_NONE)
1889             opt->extended_bsi_2 = 1;
1890     }
1891
1892     /* validate AC-3 mixing levels */
1893     if (!s->eac3) {
1894         if (s->has_center) {
1895             validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1896                             cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1897                             &s->center_mix_level);
1898         }
1899         if (s->has_surround) {
1900             validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1901                             surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1902                             &s->surround_mix_level);
1903         }
1904     }
1905
1906     /* validate extended bsi 1 / mixing metadata */
1907     if (opt->extended_bsi_1 || opt->eac3_mixing_metadata) {
1908         /* default preferred stereo downmix */
1909         if (opt->preferred_stereo_downmix == AC3ENC_OPT_NONE)
1910             opt->preferred_stereo_downmix = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1911         if (!s->eac3 || s->has_center) {
1912             /* validate Lt/Rt center mix level */
1913             validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1914                                &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1915                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1916                                &s->ltrt_center_mix_level);
1917             /* validate Lo/Ro center mix level */
1918             validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1919                                &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1920                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1921                                &s->loro_center_mix_level);
1922         }
1923         if (!s->eac3 || s->has_surround) {
1924             /* validate Lt/Rt surround mix level */
1925             validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1926                                &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1927                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1928                                &s->ltrt_surround_mix_level);
1929             /* validate Lo/Ro surround mix level */
1930             validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1931                                &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1932                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1933                                &s->loro_surround_mix_level);
1934         }
1935     }
1936
1937     /* validate audio service type / channels combination */
1938     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
1939          avctx->channels == 1) ||
1940         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
1941           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
1942           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
1943          && avctx->channels > 1)) {
1944         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
1945                                     "specified number of channels\n");
1946         return AVERROR(EINVAL);
1947     }
1948
1949     /* validate extended bsi 2 / info metadata */
1950     if (opt->extended_bsi_2 || opt->eac3_info_metadata) {
1951         /* default dolby headphone mode */
1952         if (opt->dolby_headphone_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1953             opt->dolby_headphone_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1954         /* default dolby surround ex mode */
1955         if (opt->dolby_surround_ex_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1956             opt->dolby_surround_ex_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1957         /* default A/D converter type */
1958         if (opt->ad_converter_type == AC3ENC_OPT_NONE)
1959             opt->ad_converter_type = AC3ENC_OPT_ADCONV_STANDARD;
1960     }
1961
1962     /* copyright & original defaults */
1963     if (!s->eac3 || opt->eac3_info_metadata) {
1964         /* default copyright */
1965         if (opt->copyright == AC3ENC_OPT_NONE)
1966             opt->copyright = AC3ENC_OPT_OFF;
1967         /* default original */
1968         if (opt->original == AC3ENC_OPT_NONE)
1969             opt->original = AC3ENC_OPT_ON;
1970     }
1971
1972     /* dolby surround mode default */
1973     if (!s->eac3 || opt->eac3_info_metadata) {
1974         if (opt->dolby_surround_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1975             opt->dolby_surround_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1976     }
1977
1978     /* validate audio production info */
1979     if (opt->audio_production_info) {
1980         if (opt->mixing_level == AC3ENC_OPT_NONE) {
1981             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1982                    "room_type is set\n");
1983             return AVERROR(EINVAL);
1984         }
1985         if (opt->mixing_level < 80) {
1986             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1987                    "80dB and 111dB\n");
1988             return AVERROR(EINVAL);
1989         }
1990         /* default room type */
1991         if (opt->room_type == AC3ENC_OPT_NONE)
1992             opt->room_type = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1993     }
1994
1995     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1996     if (!s->eac3 && (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2)) {
1997         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1998             static int warn_once = 1;
1999             if (warn_once) {
2000                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
2001                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
2002                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
2003                 warn_once = 0;
2004             }
2005         } else {
2006             s->bitstream_id = 6;
2007         }
2008     }
2009
2010     return 0;
2011 }
2012
2013
2014 /**
2015  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
2016  *
2017  * @param avctx  Codec context
2018  */
2019 av_cold int ff_ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
2020 {
2021     int blk, ch;
2022     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2023
2024     av_freep(&s->windowed_samples);
2025     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2026         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
2027     av_freep(&s->planar_samples);
2028     av_freep(&s->bap_buffer);
2029     av_freep(&s->bap1_buffer);
2030     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
2031     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
2032     av_freep(&s->exp_buffer);
2033     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
2034     av_freep(&s->psd_buffer);
2035     av_freep(&s->band_psd_buffer);
2036     av_freep(&s->mask_buffer);
2037     av_freep(&s->qmant_buffer);
2038     av_freep(&s->cpl_coord_exp_buffer);
2039     av_freep(&s->cpl_coord_mant_buffer);
2040     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2041         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2042         av_freep(&block->mdct_coef);
2043         av_freep(&block->fixed_coef);
2044         av_freep(&block->exp);
2045         av_freep(&block->grouped_exp);
2046         av_freep(&block->psd);
2047         av_freep(&block->band_psd);
2048         av_freep(&block->mask);
2049         av_freep(&block->qmant);
2050         av_freep(&block->cpl_coord_exp);
2051         av_freep(&block->cpl_coord_mant);
2052     }
2053
2054     s->mdct_end(s);
2055
2056     av_freep(&avctx->coded_frame);
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 = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
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     /* validate bit rate */
2145     if (s->eac3) {
2146         int max_br, min_br, wpf, min_br_dist, min_br_code;
2147         int num_blks_code, num_blocks, frame_samples;
2148
2149         /* calculate min/max bitrate */
2150         /* TODO: More testing with 3 and 2 blocks. All E-AC-3 samples I've
2151                  found use either 6 blocks or 1 block, even though 2 or 3 blocks
2152                  would work as far as the bit rate is concerned. */
2153         for (num_blks_code = 3; num_blks_code >= 0; num_blks_code--) {
2154             num_blocks = ((int[]){ 1, 2, 3, 6 })[num_blks_code];
2155             frame_samples  = AC3_BLOCK_SIZE * num_blocks;
2156             max_br = 2048 * s->sample_rate / frame_samples * 16;
2157             min_br = ((s->sample_rate + (frame_samples-1)) / frame_samples) * 16;
2158             if (avctx->bit_rate <= max_br)
2159                 break;
2160         }
2161         if (avctx->bit_rate < min_br || avctx->bit_rate > max_br) {
2162             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate. must be %d to %d "
2163                    "for this sample rate\n", min_br, max_br);
2164             return AVERROR(EINVAL);
2165         }
2166         s->num_blks_code = num_blks_code;
2167         s->num_blocks    = num_blocks;
2168
2169         /* calculate words-per-frame for the selected bitrate */
2170         wpf = (avctx->bit_rate / 16) * frame_samples / s->sample_rate;
2171         av_assert1(wpf > 0 && wpf <= 2048);
2172
2173         /* find the closest AC-3 bitrate code to the selected bitrate.
2174            this is needed for lookup tables for bandwidth and coupling
2175            parameter selection */
2176         min_br_code = -1;
2177         min_br_dist = INT_MAX;
2178         for (i = 0; i < 19; i++) {
2179             int br_dist = abs(ff_ac3_bitrate_tab[i] * 1000 - avctx->bit_rate);
2180             if (br_dist < min_br_dist) {
2181                 min_br_dist = br_dist;
2182                 min_br_code = i;
2183             }
2184         }
2185
2186         /* make sure the minimum frame size is below the average frame size */
2187         s->frame_size_code = min_br_code << 1;
2188         while (wpf > 1 && wpf * s->sample_rate / AC3_FRAME_SIZE * 16 > avctx->bit_rate)
2189             wpf--;
2190         s->frame_size_min = 2 * wpf;
2191     } else {
2192         for (i = 0; i < 19; i++) {
2193             if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
2194                 break;
2195         }
2196         if (i == 19) {
2197             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
2198             return AVERROR(EINVAL);
2199         }
2200         s->frame_size_code = i << 1;
2201         s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2202         s->num_blks_code   = 0x3;
2203         s->num_blocks      = 6;
2204     }
2205     s->bit_rate   = avctx->bit_rate;
2206     s->frame_size = s->frame_size_min;
2207
2208     /* validate cutoff */
2209     if (avctx->cutoff < 0) {
2210         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2211         return AVERROR(EINVAL);
2212     }
2213     s->cutoff = avctx->cutoff;
2214     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2215         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2216
2217     ret = ff_ac3_validate_metadata(s);
2218     if (ret)
2219         return ret;
2220
2221     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2222                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2223
2224     s->cpl_enabled = s->options.channel_coupling &&
2225                      s->channel_mode >= AC3_CHMODE_STEREO;
2226
2227     return 0;
2228 }
2229
2230
2231 /*
2232  * Set bandwidth for all channels.
2233  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2234  * default value will be used.
2235  */
2236 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2237 {
2238     int blk, ch, cpl_start;
2239
2240     if (s->cutoff) {
2241         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2242         int fbw_coeffs;
2243         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2244         s->bandwidth_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2245     } else {
2246         /* use default bandwidth setting */
2247         s->bandwidth_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2248     }
2249
2250     /* set number of coefficients for each channel */
2251     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
2252         s->start_freq[ch] = 0;
2253         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2254             s->blocks[blk].end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
2255     }
2256     /* LFE channel always has 7 coefs */
2257     if (s->lfe_on) {
2258         s->start_freq[s->lfe_channel] = 0;
2259         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2260             s->blocks[blk].end_freq[ch] = 7;
2261     }
2262
2263     /* initialize coupling strategy */
2264     if (s->cpl_enabled) {
2265         if (s->options.cpl_start != AC3ENC_OPT_AUTO) {
2266             cpl_start = s->options.cpl_start;
2267         } else {
2268             cpl_start = ac3_coupling_start_tab[s->channel_mode-2][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2269             if (cpl_start < 0) {
2270                 if (s->options.channel_coupling == AC3ENC_OPT_AUTO)
2271                     s->cpl_enabled = 0;
2272                 else
2273                     cpl_start = 15;
2274             }
2275         }
2276     }
2277     if (s->cpl_enabled) {
2278         int i, cpl_start_band, cpl_end_band;
2279         uint8_t *cpl_band_sizes = s->cpl_band_sizes;
2280
2281         cpl_end_band   = s->bandwidth_code / 4 + 3;
2282         cpl_start_band = av_clip(cpl_start, 0, FFMIN(cpl_end_band-1, 15));
2283
2284         s->num_cpl_subbands = cpl_end_band - cpl_start_band;
2285
2286         s->num_cpl_bands = 1;
2287         *cpl_band_sizes  = 12;
2288         for (i = cpl_start_band + 1; i < cpl_end_band; i++) {
2289             if (ff_eac3_default_cpl_band_struct[i]) {
2290                 *cpl_band_sizes += 12;
2291             } else {
2292                 s->num_cpl_bands++;
2293                 cpl_band_sizes++;
2294                 *cpl_band_sizes = 12;
2295             }
2296         }
2297
2298         s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_band * 12 + 37;
2299         s->cpl_end_freq       = cpl_end_band   * 12 + 37;
2300         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2301             s->blocks[blk].end_freq[CPL_CH] = s->cpl_end_freq;
2302     }
2303 }
2304
2305
2306 static av_cold int allocate_buffers(AC3EncodeContext *s)
2307 {
2308     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
2309     int blk, ch;
2310     int channels = s->channels + 1; /* includes coupling channel */
2311     int channel_blocks = channels * s->num_blocks;
2312     int total_coefs    = AC3_MAX_COEFS * channel_blocks;
2313
2314     if (s->allocate_sample_buffers(s))
2315         goto alloc_fail;
2316
2317     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer, total_coefs *
2318                      sizeof(*s->bap_buffer), alloc_fail);
2319     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, total_coefs *
2320                      sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2321     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, total_coefs *
2322                       sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2323     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, total_coefs *
2324                      sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2325     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, channel_blocks * 128 *
2326                      sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2327     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, total_coefs *
2328                      sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2329     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, channel_blocks * 64 *
2330                      sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2331     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, channel_blocks * 64 *
2332                      sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2333     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, total_coefs *
2334                      sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2335     if (s->cpl_enabled) {
2336         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_exp_buffer, channel_blocks * 16 *
2337                          sizeof(*s->cpl_coord_exp_buffer), alloc_fail);
2338         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_mant_buffer, channel_blocks * 16 *
2339                          sizeof(*s->cpl_coord_mant_buffer), alloc_fail);
2340     }
2341     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2342         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2343         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2344                           alloc_fail);
2345         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, channels * sizeof(*block->exp),
2346                           alloc_fail);
2347         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2348                           alloc_fail);
2349         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, channels * sizeof(*block->psd),
2350                           alloc_fail);
2351         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, channels * sizeof(*block->band_psd),
2352                           alloc_fail);
2353         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, channels * sizeof(*block->mask),
2354                           alloc_fail);
2355         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, channels * sizeof(*block->qmant),
2356                           alloc_fail);
2357         if (s->cpl_enabled) {
2358             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_exp, channels * sizeof(*block->cpl_coord_exp),
2359                               alloc_fail);
2360             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_mant, channels * sizeof(*block->cpl_coord_mant),
2361                               alloc_fail);
2362         }
2363
2364         for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
2365             /* arrangement: block, channel, coeff */
2366             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * channels + ch)];
2367             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2368             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * channels + ch)];
2369             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * channels + ch)];
2370             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2371             if (s->cpl_enabled) {
2372                 block->cpl_coord_exp[ch]  = &s->cpl_coord_exp_buffer [16  * (blk * channels + ch)];
2373                 block->cpl_coord_mant[ch] = &s->cpl_coord_mant_buffer[16  * (blk * channels + ch)];
2374             }
2375
2376             /* arrangement: channel, block, coeff */
2377             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2378             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2379         }
2380     }
2381
2382     if (!s->fixed_point) {
2383         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, total_coefs *
2384                           sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2385         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2386             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2387             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2388                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2389             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2390                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2391         }
2392     } else {
2393         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2394             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2395             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2396                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2397             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2398                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2399         }
2400     }
2401
2402     return 0;
2403 alloc_fail:
2404     return AVERROR(ENOMEM);
2405 }
2406
2407
2408 av_cold int ff_ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2409 {
2410     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2411     int ret, frame_size_58;
2412
2413     s->avctx = avctx;
2414
2415     s->eac3 = avctx->codec_id == CODEC_ID_EAC3;
2416
2417     ff_ac3_common_init();
2418
2419     ret = validate_options(s);
2420     if (ret)
2421         return ret;
2422
2423     avctx->frame_size = AC3_BLOCK_SIZE * s->num_blocks;
2424
2425     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2426     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2427         s->bitstream_mode = 0x7;
2428
2429     s->bits_written    = 0;
2430     s->samples_written = 0;
2431
2432     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2433     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2434     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2435     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2436         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2437         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2438     }
2439
2440     /* set function pointers */
2441     if (CONFIG_AC3_FIXED_ENCODER && s->fixed_point) {
2442         s->mdct_end                     = ff_ac3_fixed_mdct_end;
2443         s->mdct_init                    = ff_ac3_fixed_mdct_init;
2444         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_fixed_allocate_sample_buffers;
2445     } else if (CONFIG_AC3_ENCODER || CONFIG_EAC3_ENCODER) {
2446         s->mdct_end                     = ff_ac3_float_mdct_end;
2447         s->mdct_init                    = ff_ac3_float_mdct_init;
2448         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_float_allocate_sample_buffers;
2449     }
2450     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
2451         s->output_frame_header = ff_eac3_output_frame_header;
2452     else
2453         s->output_frame_header = ac3_output_frame_header;
2454
2455     set_bandwidth(s);
2456
2457     exponent_init(s);
2458
2459     bit_alloc_init(s);
2460
2461     ret = s->mdct_init(s);
2462     if (ret)
2463         goto init_fail;
2464
2465     ret = allocate_buffers(s);
2466     if (ret)
2467         goto init_fail;
2468
2469     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
2470
2471     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2472     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2473
2474     dprint_options(s);
2475
2476     return 0;
2477 init_fail:
2478     ff_ac3_encode_close(avctx);
2479     return ret;
2480 }