Use a more descriptive error message.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3enc.c
1 /*
2  * The simplest AC3 encoder
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  */
19
20 /**
21  * @file ac3enc.c
22  * The simplest AC3 encoder.
23  */
24 //#define DEBUG
25 //#define DEBUG_BITALLOC
26 #include "avcodec.h"
27 #include "bitstream.h"
28 #include "crc.h"
29 #include "ac3.h"
30
31 typedef struct AC3EncodeContext {
32     PutBitContext pb;
33     int nb_channels;
34     int nb_all_channels;
35     int lfe_channel;
36     int bit_rate;
37     unsigned int sample_rate;
38     unsigned int bsid;
39     unsigned int frame_size_min; /* minimum frame size in case rounding is necessary */
40     unsigned int frame_size; /* current frame size in words */
41     int halfratecod;
42     unsigned int frmsizecod;
43     unsigned int fscod; /* frequency */
44     unsigned int acmod;
45     int lfe;
46     unsigned int bsmod;
47     short last_samples[AC3_MAX_CHANNELS][256];
48     unsigned int chbwcod[AC3_MAX_CHANNELS];
49     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
50
51     /* bitrate allocation control */
52     int sgaincod, sdecaycod, fdecaycod, dbkneecod, floorcod;
53     AC3BitAllocParameters bit_alloc;
54     int csnroffst;
55     int fgaincod[AC3_MAX_CHANNELS];
56     int fsnroffst[AC3_MAX_CHANNELS];
57     /* mantissa encoding */
58     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
59 } AC3EncodeContext;
60
61 #include "ac3tab.h"
62
63 #define MDCT_NBITS 9
64 #define N         (1 << MDCT_NBITS)
65
66 /* new exponents are sent if their Norm 1 exceed this number */
67 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
68
69 static void fft_init(int ln);
70
71 static inline int16_t fix15(float a)
72 {
73     int v;
74     v = (int)(a * (float)(1 << 15));
75     if (v < -32767)
76         v = -32767;
77     else if (v > 32767)
78         v = 32767;
79     return v;
80 }
81
82 static inline int calc_lowcomp1(int a, int b0, int b1)
83 {
84     if ((b0 + 256) == b1) {
85         a = 384 ;
86     } else if (b0 > b1) {
87         a = a - 64;
88         if (a < 0) a=0;
89     }
90     return a;
91 }
92
93 static inline int calc_lowcomp(int a, int b0, int b1, int bin)
94 {
95     if (bin < 7) {
96         if ((b0 + 256) == b1) {
97             a = 384 ;
98         } else if (b0 > b1) {
99             a = a - 64;
100             if (a < 0) a=0;
101         }
102     } else if (bin < 20) {
103         if ((b0 + 256) == b1) {
104             a = 320 ;
105         } else if (b0 > b1) {
106             a= a - 64;
107             if (a < 0) a=0;
108         }
109     } else {
110         a = a - 128;
111         if (a < 0) a=0;
112     }
113     return a;
114 }
115
116 /* AC3 bit allocation. The algorithm is the one described in the AC3
117    spec. */
118 void ac3_parametric_bit_allocation(AC3BitAllocParameters *s, uint8_t *bap,
119                                    int8_t *exp, int start, int end,
120                                    int snroffset, int fgain, int is_lfe,
121                                    int deltbae,int deltnseg,
122                                    uint8_t *deltoffst, uint8_t *deltlen, uint8_t *deltba)
123 {
124     int bin,i,j,k,end1,v,v1,bndstrt,bndend,lowcomp,begin;
125     int fastleak,slowleak,address,tmp;
126     int16_t psd[256]; /* scaled exponents */
127     int16_t bndpsd[50]; /* interpolated exponents */
128     int16_t excite[50]; /* excitation */
129     int16_t mask[50];   /* masking value */
130
131     /* exponent mapping to PSD */
132     for(bin=start;bin<end;bin++) {
133         psd[bin]=(3072 - (exp[bin] << 7));
134     }
135
136     /* PSD integration */
137     j=start;
138     k=masktab[start];
139     do {
140         v=psd[j];
141         j++;
142         end1=bndtab[k+1];
143         if (end1 > end) end1=end;
144         for(i=j;i<end1;i++) {
145             int c,adr;
146             /* logadd */
147             v1=psd[j];
148             c=v-v1;
149             if (c >= 0) {
150                 adr=c >> 1;
151                 if (adr > 255) adr=255;
152                 v=v + latab[adr];
153             } else {
154                 adr=(-c) >> 1;
155                 if (adr > 255) adr=255;
156                 v=v1 + latab[adr];
157             }
158             j++;
159         }
160         bndpsd[k]=v;
161         k++;
162     } while (end > bndtab[k]);
163
164     /* excitation function */
165     bndstrt = masktab[start];
166     bndend = masktab[end-1] + 1;
167
168     if (bndstrt == 0) {
169         lowcomp = 0;
170         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[0], bndpsd[1]) ;
171         excite[0] = bndpsd[0] - fgain - lowcomp ;
172         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[1], bndpsd[2]) ;
173         excite[1] = bndpsd[1] - fgain - lowcomp ;
174         begin = 7 ;
175         for (bin = 2; bin < 7; bin++) {
176             if (!(is_lfe && bin == 6))
177                 lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1]) ;
178             fastleak = bndpsd[bin] - fgain ;
179             slowleak = bndpsd[bin] - s->sgain ;
180             excite[bin] = fastleak - lowcomp ;
181             if (!(is_lfe && bin == 6)) {
182                 if (bndpsd[bin] <= bndpsd[bin+1]) {
183                     begin = bin + 1 ;
184                     break ;
185                 }
186             }
187         }
188
189         end1=bndend;
190         if (end1 > 22) end1=22;
191
192         for (bin = begin; bin < end1; bin++) {
193             if (!(is_lfe && bin == 6))
194                 lowcomp = calc_lowcomp(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1], bin) ;
195
196             fastleak -= s->fdecay ;
197             v = bndpsd[bin] - fgain;
198             if (fastleak < v) fastleak = v;
199
200             slowleak -= s->sdecay ;
201             v = bndpsd[bin] - s->sgain;
202             if (slowleak < v) slowleak = v;
203
204             v=fastleak - lowcomp;
205             if (slowleak > v) v=slowleak;
206
207             excite[bin] = v;
208         }
209         begin = 22;
210     } else {
211         /* coupling channel */
212         begin = bndstrt;
213
214         fastleak = (s->cplfleak << 8) + 768;
215         slowleak = (s->cplsleak << 8) + 768;
216     }
217
218     for (bin = begin; bin < bndend; bin++) {
219         fastleak -= s->fdecay ;
220         v = bndpsd[bin] - fgain;
221         if (fastleak < v) fastleak = v;
222         slowleak -= s->sdecay ;
223         v = bndpsd[bin] - s->sgain;
224         if (slowleak < v) slowleak = v;
225
226         v=fastleak;
227         if (slowleak > v) v = slowleak;
228         excite[bin] = v;
229     }
230
231     /* compute masking curve */
232
233     for (bin = bndstrt; bin < bndend; bin++) {
234         v1 = excite[bin];
235         tmp = s->dbknee - bndpsd[bin];
236         if (tmp > 0) {
237             v1 += tmp >> 2;
238         }
239         v=hth[bin >> s->halfratecod][s->fscod];
240         if (v1 > v) v=v1;
241         mask[bin] = v;
242     }
243
244     /* delta bit allocation */
245
246     if (deltbae == 0 || deltbae == 1) {
247         int band, seg, delta;
248         band = 0 ;
249         for (seg = 0; seg < deltnseg; seg++) {
250             band += deltoffst[seg] ;
251             if (deltba[seg] >= 4) {
252                 delta = (deltba[seg] - 3) << 7;
253             } else {
254                 delta = (deltba[seg] - 4) << 7;
255             }
256             for (k = 0; k < deltlen[seg]; k++) {
257                 mask[band] += delta ;
258                 band++ ;
259             }
260         }
261     }
262
263     /* compute bit allocation */
264
265     i = start ;
266     j = masktab[start] ;
267     do {
268         v=mask[j];
269         v -= snroffset ;
270         v -= s->floor ;
271         if (v < 0) v = 0;
272         v &= 0x1fe0 ;
273         v += s->floor ;
274
275         end1=bndtab[j] + bndsz[j];
276         if (end1 > end) end1=end;
277
278         for (k = i; k < end1; k++) {
279             address = (psd[i] - v) >> 5 ;
280             if (address < 0) address=0;
281             else if (address > 63) address=63;
282             bap[i] = baptab[address];
283             i++;
284         }
285     } while (end > bndtab[j++]) ;
286 }
287
288 typedef struct IComplex {
289     short re,im;
290 } IComplex;
291
292 static void fft_init(int ln)
293 {
294     int i, j, m, n;
295     float alpha;
296
297     n = 1 << ln;
298
299     for(i=0;i<(n/2);i++) {
300         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
301         costab[i] = fix15(cos(alpha));
302         sintab[i] = fix15(sin(alpha));
303     }
304
305     for(i=0;i<n;i++) {
306         m=0;
307         for(j=0;j<ln;j++) {
308             m |= ((i >> j) & 1) << (ln-j-1);
309         }
310         fft_rev[i]=m;
311     }
312 }
313
314 /* butter fly op */
315 #define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
316 {\
317   int ax, ay, bx, by;\
318   bx=pre1;\
319   by=pim1;\
320   ax=qre1;\
321   ay=qim1;\
322   pre = (bx + ax) >> 1;\
323   pim = (by + ay) >> 1;\
324   qre = (bx - ax) >> 1;\
325   qim = (by - ay) >> 1;\
326 }
327
328 #define MUL16(a,b) ((a) * (b))
329
330 #define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
331 {\
332    pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;\
333    pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;\
334 }
335
336
337 /* do a 2^n point complex fft on 2^ln points. */
338 static void fft(IComplex *z, int ln)
339 {
340     int        j, l, np, np2;
341     int        nblocks, nloops;
342     register IComplex *p,*q;
343     int tmp_re, tmp_im;
344
345     np = 1 << ln;
346
347     /* reverse */
348     for(j=0;j<np;j++) {
349         int k;
350         IComplex tmp;
351         k = fft_rev[j];
352         if (k < j) {
353             tmp = z[k];
354             z[k] = z[j];
355             z[j] = tmp;
356         }
357     }
358
359     /* pass 0 */
360
361     p=&z[0];
362     j=(np >> 1);
363     do {
364         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
365            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
366         p+=2;
367     } while (--j != 0);
368
369     /* pass 1 */
370
371     p=&z[0];
372     j=np >> 2;
373     do {
374         BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
375            p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
376         BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
377            p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
378         p+=4;
379     } while (--j != 0);
380
381     /* pass 2 .. ln-1 */
382
383     nblocks = np >> 3;
384     nloops = 1 << 2;
385     np2 = np >> 1;
386     do {
387         p = z;
388         q = z + nloops;
389         for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
390
391             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
392                p->re, p->im, q->re, q->im);
393
394             p++;
395             q++;
396             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
397                 CMUL(tmp_re, tmp_im, costab[l], -sintab[l], q->re, q->im);
398                 BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
399                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
400                 p++;
401                 q++;
402             }
403             p += nloops;
404             q += nloops;
405         }
406         nblocks = nblocks >> 1;
407         nloops = nloops << 1;
408     } while (nblocks != 0);
409 }
410
411 /* do a 512 point mdct */
412 static void mdct512(int32_t *out, int16_t *in)
413 {
414     int i, re, im, re1, im1;
415     int16_t rot[N];
416     IComplex x[N/4];
417
418     /* shift to simplify computations */
419     for(i=0;i<N/4;i++)
420         rot[i] = -in[i + 3*N/4];
421     for(i=N/4;i<N;i++)
422         rot[i] = in[i - N/4];
423
424     /* pre rotation */
425     for(i=0;i<N/4;i++) {
426         re = ((int)rot[2*i] - (int)rot[N-1-2*i]) >> 1;
427         im = -((int)rot[N/2+2*i] - (int)rot[N/2-1-2*i]) >> 1;
428         CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -xcos1[i], xsin1[i]);
429     }
430
431     fft(x, MDCT_NBITS - 2);
432
433     /* post rotation */
434     for(i=0;i<N/4;i++) {
435         re = x[i].re;
436         im = x[i].im;
437         CMUL(re1, im1, re, im, xsin1[i], xcos1[i]);
438         out[2*i] = im1;
439         out[N/2-1-2*i] = re1;
440     }
441 }
442
443 /* XXX: use another norm ? */
444 static int calc_exp_diff(uint8_t *exp1, uint8_t *exp2, int n)
445 {
446     int sum, i;
447     sum = 0;
448     for(i=0;i<n;i++) {
449         sum += abs(exp1[i] - exp2[i]);
450     }
451     return sum;
452 }
453
454 static void compute_exp_strategy(uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
455                                  uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
456                                  int ch, int is_lfe)
457 {
458     int i, j;
459     int exp_diff;
460
461     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
462        reused in the next frame */
463     exp_strategy[0][ch] = EXP_NEW;
464     for(i=1;i<NB_BLOCKS;i++) {
465         exp_diff = calc_exp_diff(exp[i][ch], exp[i-1][ch], N/2);
466 #ifdef DEBUG
467         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exp_diff=%d\n", exp_diff);
468 #endif
469         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
470             exp_strategy[i][ch] = EXP_NEW;
471         else
472             exp_strategy[i][ch] = EXP_REUSE;
473     }
474     if (is_lfe)
475         return;
476
477     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
478        recoded, we use a coarse encoding */
479     i = 0;
480     while (i < NB_BLOCKS) {
481         j = i + 1;
482         while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE)
483             j++;
484         switch(j - i) {
485         case 1:
486             exp_strategy[i][ch] = EXP_D45;
487             break;
488         case 2:
489         case 3:
490             exp_strategy[i][ch] = EXP_D25;
491             break;
492         default:
493             exp_strategy[i][ch] = EXP_D15;
494             break;
495         }
496         i = j;
497     }
498 }
499
500 /* set exp[i] to min(exp[i], exp1[i]) */
501 static void exponent_min(uint8_t exp[N/2], uint8_t exp1[N/2], int n)
502 {
503     int i;
504
505     for(i=0;i<n;i++) {
506         if (exp1[i] < exp[i])
507             exp[i] = exp1[i];
508     }
509 }
510
511 /* update the exponents so that they are the ones the decoder will
512    decode. Return the number of bits used to code the exponents */
513 static int encode_exp(uint8_t encoded_exp[N/2],
514                       uint8_t exp[N/2],
515                       int nb_exps,
516                       int exp_strategy)
517 {
518     int group_size, nb_groups, i, j, k, exp_min;
519     uint8_t exp1[N/2];
520
521     switch(exp_strategy) {
522     case EXP_D15:
523         group_size = 1;
524         break;
525     case EXP_D25:
526         group_size = 2;
527         break;
528     default:
529     case EXP_D45:
530         group_size = 4;
531         break;
532     }
533     nb_groups = ((nb_exps + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size)) * 3;
534
535     /* for each group, compute the minimum exponent */
536     exp1[0] = exp[0]; /* DC exponent is handled separately */
537     k = 1;
538     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
539         exp_min = exp[k];
540         assert(exp_min >= 0 && exp_min <= 24);
541         for(j=1;j<group_size;j++) {
542             if (exp[k+j] < exp_min)
543                 exp_min = exp[k+j];
544         }
545         exp1[i] = exp_min;
546         k += group_size;
547     }
548
549     /* constraint for DC exponent */
550     if (exp1[0] > 15)
551         exp1[0] = 15;
552
553     /* Decrease the delta between each groups to within 2
554      * so that they can be differentially encoded */
555     for (i=1;i<=nb_groups;i++)
556         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i-1] + 2);
557     for (i=nb_groups-1;i>=0;i--)
558         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i+1] + 2);
559
560     /* now we have the exponent values the decoder will see */
561     encoded_exp[0] = exp1[0];
562     k = 1;
563     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
564         for(j=0;j<group_size;j++) {
565             encoded_exp[k+j] = exp1[i];
566         }
567         k += group_size;
568     }
569
570 #if defined(DEBUG)
571     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exponents: strategy=%d\n", exp_strategy);
572     for(i=0;i<=nb_groups * group_size;i++) {
573         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%d ", encoded_exp[i]);
574     }
575     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "\n");
576 #endif
577
578     return 4 + (nb_groups / 3) * 7;
579 }
580
581 /* return the size in bits taken by the mantissa */
582 static int compute_mantissa_size(AC3EncodeContext *s, uint8_t *m, int nb_coefs)
583 {
584     int bits, mant, i;
585
586     bits = 0;
587     for(i=0;i<nb_coefs;i++) {
588         mant = m[i];
589         switch(mant) {
590         case 0:
591             /* nothing */
592             break;
593         case 1:
594             /* 3 mantissa in 5 bits */
595             if (s->mant1_cnt == 0)
596                 bits += 5;
597             if (++s->mant1_cnt == 3)
598                 s->mant1_cnt = 0;
599             break;
600         case 2:
601             /* 3 mantissa in 7 bits */
602             if (s->mant2_cnt == 0)
603                 bits += 7;
604             if (++s->mant2_cnt == 3)
605                 s->mant2_cnt = 0;
606             break;
607         case 3:
608             bits += 3;
609             break;
610         case 4:
611             /* 2 mantissa in 7 bits */
612             if (s->mant4_cnt == 0)
613                 bits += 7;
614             if (++s->mant4_cnt == 2)
615                 s->mant4_cnt = 0;
616             break;
617         case 14:
618             bits += 14;
619             break;
620         case 15:
621             bits += 16;
622             break;
623         default:
624             bits += mant - 1;
625             break;
626         }
627     }
628     return bits;
629 }
630
631
632 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s,
633                      uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
634                      uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
635                      uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
636                      int frame_bits, int csnroffst, int fsnroffst)
637 {
638     int i, ch;
639
640     /* compute size */
641     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
642         s->mant1_cnt = 0;
643         s->mant2_cnt = 0;
644         s->mant4_cnt = 0;
645         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
646             ac3_parametric_bit_allocation(&s->bit_alloc,
647                                           bap[i][ch], (int8_t *)encoded_exp[i][ch],
648                                           0, s->nb_coefs[ch],
649                                           (((csnroffst-15) << 4) +
650                                            fsnroffst) << 2,
651                                           fgaintab[s->fgaincod[ch]],
652                                           ch == s->lfe_channel,
653                                           2, 0, NULL, NULL, NULL);
654             frame_bits += compute_mantissa_size(s, bap[i][ch],
655                                                  s->nb_coefs[ch]);
656         }
657     }
658 #if 0
659     printf("csnr=%d fsnr=%d frame_bits=%d diff=%d\n",
660            csnroffst, fsnroffst, frame_bits,
661            16 * s->frame_size - ((frame_bits + 7) & ~7));
662 #endif
663     return 16 * s->frame_size - frame_bits;
664 }
665
666 #define SNR_INC1 4
667
668 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s,
669                                   uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
670                                   uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
671                                   uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
672                                   int frame_bits)
673 {
674     int i, ch;
675     int csnroffst, fsnroffst;
676     uint8_t bap1[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
677     static int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
678
679     /* init default parameters */
680     s->sdecaycod = 2;
681     s->fdecaycod = 1;
682     s->sgaincod = 1;
683     s->dbkneecod = 2;
684     s->floorcod = 4;
685     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
686         s->fgaincod[ch] = 4;
687
688     /* compute real values */
689     s->bit_alloc.fscod = s->fscod;
690     s->bit_alloc.halfratecod = s->halfratecod;
691     s->bit_alloc.sdecay = sdecaytab[s->sdecaycod] >> s->halfratecod;
692     s->bit_alloc.fdecay = fdecaytab[s->fdecaycod] >> s->halfratecod;
693     s->bit_alloc.sgain = sgaintab[s->sgaincod];
694     s->bit_alloc.dbknee = dbkneetab[s->dbkneecod];
695     s->bit_alloc.floor = floortab[s->floorcod];
696
697     /* header size */
698     frame_bits += 65;
699     // if (s->acmod == 2)
700     //    frame_bits += 2;
701     frame_bits += frame_bits_inc[s->acmod];
702
703     /* audio blocks */
704     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
705         frame_bits += s->nb_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
706         if (s->acmod == 2) {
707             frame_bits++; /* rematstr */
708             if(i==0) frame_bits += 4;
709         }
710         frame_bits += 2 * s->nb_channels; /* chexpstr[2] * c */
711         if (s->lfe)
712             frame_bits++; /* lfeexpstr */
713         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
714             if (exp_strategy[i][ch] != EXP_REUSE)
715                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
716         }
717         frame_bits++; /* baie */
718         frame_bits++; /* snr */
719         frame_bits += 2; /* delta / skip */
720     }
721     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
722     /* bit alloc info */
723     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
724     /* csnroffset[6] */
725     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
726     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->nb_all_channels * (4 + 3);
727
728     /* auxdatae, crcrsv */
729     frame_bits += 2;
730
731     /* CRC */
732     frame_bits += 16;
733
734     /* now the big work begins : do the bit allocation. Modify the snr
735        offset until we can pack everything in the requested frame size */
736
737     csnroffst = s->csnroffst;
738     while (csnroffst >= 0 &&
739            bit_alloc(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits, csnroffst, 0) < 0)
740         csnroffst -= SNR_INC1;
741     if (csnroffst < 0) {
742         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed, try increasing the bitrate, -ab 384 for example!\n");
743         return -1;
744     }
745     while ((csnroffst + SNR_INC1) <= 63 &&
746            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
747                      csnroffst + SNR_INC1, 0) >= 0) {
748         csnroffst += SNR_INC1;
749         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
750     }
751     while ((csnroffst + 1) <= 63 &&
752            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits, csnroffst + 1, 0) >= 0) {
753         csnroffst++;
754         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
755     }
756
757     fsnroffst = 0;
758     while ((fsnroffst + SNR_INC1) <= 15 &&
759            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
760                      csnroffst, fsnroffst + SNR_INC1) >= 0) {
761         fsnroffst += SNR_INC1;
762         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
763     }
764     while ((fsnroffst + 1) <= 15 &&
765            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
766                      csnroffst, fsnroffst + 1) >= 0) {
767         fsnroffst++;
768         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
769     }
770
771     s->csnroffst = csnroffst;
772     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
773         s->fsnroffst[ch] = fsnroffst;
774 #if defined(DEBUG_BITALLOC)
775     {
776         int j;
777
778         for(i=0;i<6;i++) {
779             for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
780                 printf("Block #%d Ch%d:\n", i, ch);
781                 printf("bap=");
782                 for(j=0;j<s->nb_coefs[ch];j++) {
783                     printf("%d ",bap[i][ch][j]);
784                 }
785                 printf("\n");
786             }
787         }
788     }
789 #endif
790     return 0;
791 }
792
793 void ac3_common_init(void)
794 {
795     int i, j, k, l, v;
796     /* compute bndtab and masktab from bandsz */
797     k = 0;
798     l = 0;
799     for(i=0;i<50;i++) {
800         bndtab[i] = l;
801         v = bndsz[i];
802         for(j=0;j<v;j++) masktab[k++]=i;
803         l += v;
804     }
805     bndtab[50] = 0;
806 }
807
808
809 static int AC3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
810 {
811     int freq = avctx->sample_rate;
812     int bitrate = avctx->bit_rate;
813     int channels = avctx->channels;
814     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
815     int i, j, ch;
816     float alpha;
817     static const uint8_t acmod_defs[6] = {
818         0x01, /* C */
819         0x02, /* L R */
820         0x03, /* L C R */
821         0x06, /* L R SL SR */
822         0x07, /* L C R SL SR */
823         0x07, /* L C R SL SR (+LFE) */
824     };
825
826     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
827
828     /* number of channels */
829     if (channels < 1 || channels > 6)
830         return -1;
831     s->acmod = acmod_defs[channels - 1];
832     s->lfe = (channels == 6) ? 1 : 0;
833     s->nb_all_channels = channels;
834     s->nb_channels = channels > 5 ? 5 : channels;
835     s->lfe_channel = s->lfe ? 5 : -1;
836
837     /* frequency */
838     for(i=0;i<3;i++) {
839         for(j=0;j<3;j++)
840             if ((ac3_freqs[j] >> i) == freq)
841                 goto found;
842     }
843     return -1;
844  found:
845     s->sample_rate = freq;
846     s->halfratecod = i;
847     s->fscod = j;
848     s->bsid = 8 + s->halfratecod;
849     s->bsmod = 0; /* complete main audio service */
850
851     /* bitrate & frame size */
852     bitrate /= 1000;
853     for(i=0;i<19;i++) {
854         if ((ac3_bitratetab[i] >> s->halfratecod) == bitrate)
855             break;
856     }
857     if (i == 19)
858         return -1;
859     s->bit_rate = bitrate;
860     s->frmsizecod = i << 1;
861     s->frame_size_min = (bitrate * 1000 * AC3_FRAME_SIZE) / (freq * 16);
862     /* for now we do not handle fractional sizes */
863     s->frame_size = s->frame_size_min;
864
865     /* bit allocation init */
866     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
867         /* bandwidth for each channel */
868         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
869            size, so that we avoid anoying high freq artefacts */
870         s->chbwcod[ch] = 50; /* sample bandwidth as mpeg audio layer 2 table 0 */
871         s->nb_coefs[ch] = ((s->chbwcod[ch] + 12) * 3) + 37;
872     }
873     if (s->lfe) {
874         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* fixed */
875     }
876     /* initial snr offset */
877     s->csnroffst = 40;
878
879     ac3_common_init();
880
881     /* mdct init */
882     fft_init(MDCT_NBITS - 2);
883     for(i=0;i<N/4;i++) {
884         alpha = 2 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / (float)N;
885         xcos1[i] = fix15(-cos(alpha));
886         xsin1[i] = fix15(-sin(alpha));
887     }
888
889     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
890     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
891
892     return 0;
893 }
894
895 /* output the AC3 frame header */
896 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
897 {
898     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
899
900     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77); /* frame header */
901     put_bits(&s->pb, 16, 0); /* crc1: will be filled later */
902     put_bits(&s->pb, 2, s->fscod);
903     put_bits(&s->pb, 6, s->frmsizecod + (s->frame_size - s->frame_size_min));
904     put_bits(&s->pb, 5, s->bsid);
905     put_bits(&s->pb, 3, s->bsmod);
906     put_bits(&s->pb, 3, s->acmod);
907     if ((s->acmod & 0x01) && s->acmod != 0x01)
908         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -4.5 dB */
909     if (s->acmod & 0x04)
910         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -6 dB */
911     if (s->acmod == 0x02)
912         put_bits(&s->pb, 2, 0); /* surround not indicated */
913     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe); /* LFE */
914     put_bits(&s->pb, 5, 31); /* dialog norm: -31 db */
915     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no compression control word */
916     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no lang code */
917     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no audio production info */
918     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no copyright */
919     put_bits(&s->pb, 1, 1); /* original bitstream */
920     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 1 */
921     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 2 */
922     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no addtional bit stream info */
923 }
924
925 /* symetric quantization on 'levels' levels */
926 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
927 {
928     int v;
929
930     if (c >= 0) {
931         v = (levels * (c << e)) >> 24;
932         v = (v + 1) >> 1;
933         v = (levels >> 1) + v;
934     } else {
935         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
936         v = (v + 1) >> 1;
937         v = (levels >> 1) - v;
938     }
939     assert (v >= 0 && v < levels);
940     return v;
941 }
942
943 /* asymetric quantization on 2^qbits levels */
944 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
945 {
946     int lshift, m, v;
947
948     lshift = e + qbits - 24;
949     if (lshift >= 0)
950         v = c << lshift;
951     else
952         v = c >> (-lshift);
953     /* rounding */
954     v = (v + 1) >> 1;
955     m = (1 << (qbits-1));
956     if (v >= m)
957         v = m - 1;
958     assert(v >= -m);
959     return v & ((1 << qbits)-1);
960 }
961
962 /* Output one audio block. There are NB_BLOCKS audio blocks in one AC3
963    frame */
964 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
965                                uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS],
966                                uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
967                                uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
968                                int32_t mdct_coefs[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
969                                int8_t global_exp[AC3_MAX_CHANNELS],
970                                int block_num)
971 {
972     int ch, nb_groups, group_size, i, baie, rbnd;
973     uint8_t *p;
974     uint16_t qmant[AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
975     int exp0, exp1;
976     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
977     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr;
978     int delta0, delta1, delta2;
979
980     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
981         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* 512 point MDCT */
982     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
983         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* no dither */
984     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no dynamic range */
985     if (block_num == 0) {
986         /* for block 0, even if no coupling, we must say it. This is a
987            waste of bit :-) */
988         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
989         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
990     } else {
991         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
992     }
993
994     if (s->acmod == 2)
995       {
996         if(block_num==0)
997           {
998             /* first block must define rematrixing (rematstr)  */
999             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1000
1001             /* dummy rematrixing rematflg(1:4)=0 */
1002             for (rbnd=0;rbnd<4;rbnd++)
1003               put_bits(&s->pb, 1, 0);
1004           }
1005         else
1006           {
1007             /* no matrixing (but should be used in the future) */
1008             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1009           }
1010       }
1011
1012 #if defined(DEBUG)
1013     {
1014       static int count = 0;
1015       av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Block #%d (%d)\n", block_num, count++);
1016     }
1017 #endif
1018     /* exponent strategy */
1019     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1020         put_bits(&s->pb, 2, exp_strategy[ch]);
1021     }
1022
1023     if (s->lfe) {
1024         put_bits(&s->pb, 1, exp_strategy[s->lfe_channel]);
1025     }
1026
1027     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1028         if (exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
1029             put_bits(&s->pb, 6, s->chbwcod[ch]);
1030     }
1031
1032     /* exponents */
1033     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1034         switch(exp_strategy[ch]) {
1035         case EXP_REUSE:
1036             continue;
1037         case EXP_D15:
1038             group_size = 1;
1039             break;
1040         case EXP_D25:
1041             group_size = 2;
1042             break;
1043         default:
1044         case EXP_D45:
1045             group_size = 4;
1046             break;
1047         }
1048         nb_groups = (s->nb_coefs[ch] + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size);
1049         p = encoded_exp[ch];
1050
1051         /* first exponent */
1052         exp1 = *p++;
1053         put_bits(&s->pb, 4, exp1);
1054
1055         /* next ones are delta encoded */
1056         for(i=0;i<nb_groups;i++) {
1057             /* merge three delta in one code */
1058             exp0 = exp1;
1059             exp1 = p[0];
1060             p += group_size;
1061             delta0 = exp1 - exp0 + 2;
1062
1063             exp0 = exp1;
1064             exp1 = p[0];
1065             p += group_size;
1066             delta1 = exp1 - exp0 + 2;
1067
1068             exp0 = exp1;
1069             exp1 = p[0];
1070             p += group_size;
1071             delta2 = exp1 - exp0 + 2;
1072
1073             put_bits(&s->pb, 7, ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2);
1074         }
1075
1076         if (ch != s->lfe_channel)
1077             put_bits(&s->pb, 2, 0); /* no gain range info */
1078     }
1079
1080     /* bit allocation info */
1081     baie = (block_num == 0);
1082     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1083     if (baie) {
1084         put_bits(&s->pb, 2, s->sdecaycod);
1085         put_bits(&s->pb, 2, s->fdecaycod);
1086         put_bits(&s->pb, 2, s->sgaincod);
1087         put_bits(&s->pb, 2, s->dbkneecod);
1088         put_bits(&s->pb, 3, s->floorcod);
1089     }
1090
1091     /* snr offset */
1092     put_bits(&s->pb, 1, baie); /* always present with bai */
1093     if (baie) {
1094         put_bits(&s->pb, 6, s->csnroffst);
1095         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1096             put_bits(&s->pb, 4, s->fsnroffst[ch]);
1097             put_bits(&s->pb, 3, s->fgaincod[ch]);
1098         }
1099     }
1100
1101     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1102     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1103
1104     /* mantissa encoding : we use two passes to handle the grouping. A
1105        one pass method may be faster, but it would necessitate to
1106        modify the output stream. */
1107
1108     /* first pass: quantize */
1109     mant1_cnt = mant2_cnt = mant4_cnt = 0;
1110     qmant1_ptr = qmant2_ptr = qmant4_ptr = NULL;
1111
1112     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1113         int b, c, e, v;
1114
1115         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1116             c = mdct_coefs[ch][i];
1117             e = encoded_exp[ch][i] - global_exp[ch];
1118             b = bap[ch][i];
1119             switch(b) {
1120             case 0:
1121                 v = 0;
1122                 break;
1123             case 1:
1124                 v = sym_quant(c, e, 3);
1125                 switch(mant1_cnt) {
1126                 case 0:
1127                     qmant1_ptr = &qmant[ch][i];
1128                     v = 9 * v;
1129                     mant1_cnt = 1;
1130                     break;
1131                 case 1:
1132                     *qmant1_ptr += 3 * v;
1133                     mant1_cnt = 2;
1134                     v = 128;
1135                     break;
1136                 default:
1137                     *qmant1_ptr += v;
1138                     mant1_cnt = 0;
1139                     v = 128;
1140                     break;
1141                 }
1142                 break;
1143             case 2:
1144                 v = sym_quant(c, e, 5);
1145                 switch(mant2_cnt) {
1146                 case 0:
1147                     qmant2_ptr = &qmant[ch][i];
1148                     v = 25 * v;
1149                     mant2_cnt = 1;
1150                     break;
1151                 case 1:
1152                     *qmant2_ptr += 5 * v;
1153                     mant2_cnt = 2;
1154                     v = 128;
1155                     break;
1156                 default:
1157                     *qmant2_ptr += v;
1158                     mant2_cnt = 0;
1159                     v = 128;
1160                     break;
1161                 }
1162                 break;
1163             case 3:
1164                 v = sym_quant(c, e, 7);
1165                 break;
1166             case 4:
1167                 v = sym_quant(c, e, 11);
1168                 switch(mant4_cnt) {
1169                 case 0:
1170                     qmant4_ptr = &qmant[ch][i];
1171                     v = 11 * v;
1172                     mant4_cnt = 1;
1173                     break;
1174                 default:
1175                     *qmant4_ptr += v;
1176                     mant4_cnt = 0;
1177                     v = 128;
1178                     break;
1179                 }
1180                 break;
1181             case 5:
1182                 v = sym_quant(c, e, 15);
1183                 break;
1184             case 14:
1185                 v = asym_quant(c, e, 14);
1186                 break;
1187             case 15:
1188                 v = asym_quant(c, e, 16);
1189                 break;
1190             default:
1191                 v = asym_quant(c, e, b - 1);
1192                 break;
1193             }
1194             qmant[ch][i] = v;
1195         }
1196     }
1197
1198     /* second pass : output the values */
1199     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1200         int b, q;
1201
1202         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1203             q = qmant[ch][i];
1204             b = bap[ch][i];
1205             switch(b) {
1206             case 0:
1207                 break;
1208             case 1:
1209                 if (q != 128)
1210                     put_bits(&s->pb, 5, q);
1211                 break;
1212             case 2:
1213                 if (q != 128)
1214                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1215                 break;
1216             case 3:
1217                 put_bits(&s->pb, 3, q);
1218                 break;
1219             case 4:
1220                 if (q != 128)
1221                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1222                 break;
1223             case 14:
1224                 put_bits(&s->pb, 14, q);
1225                 break;
1226             case 15:
1227                 put_bits(&s->pb, 16, q);
1228                 break;
1229             default:
1230                 put_bits(&s->pb, b - 1, q);
1231                 break;
1232             }
1233         }
1234     }
1235 }
1236
1237 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1238
1239 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1240 {
1241     unsigned int c;
1242
1243     c = 0;
1244     while (a) {
1245         if (a & 1)
1246             c ^= b;
1247         a = a >> 1;
1248         b = b << 1;
1249         if (b & (1 << 16))
1250             b ^= poly;
1251     }
1252     return c;
1253 }
1254
1255 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1256 {
1257     unsigned int r;
1258     r = 1;
1259     while (n) {
1260         if (n & 1)
1261             r = mul_poly(r, a, poly);
1262         a = mul_poly(a, a, poly);
1263         n >>= 1;
1264     }
1265     return r;
1266 }
1267
1268
1269 /* compute log2(max(abs(tab[]))) */
1270 static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
1271 {
1272     int i, v;
1273
1274     v = 0;
1275     for(i=0;i<n;i++) {
1276         v |= abs(tab[i]);
1277     }
1278     return av_log2(v);
1279 }
1280
1281 static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
1282 {
1283     int i;
1284
1285     if (lshift > 0) {
1286         for(i=0;i<n;i++) {
1287             tab[i] <<= lshift;
1288         }
1289     } else if (lshift < 0) {
1290         lshift = -lshift;
1291         for(i=0;i<n;i++) {
1292             tab[i] >>= lshift;
1293         }
1294     }
1295 }
1296
1297 /* fill the end of the frame and compute the two crcs */
1298 static int output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1299 {
1300     int frame_size, frame_size_58, n, crc1, crc2, crc_inv;
1301     uint8_t *frame;
1302
1303     frame_size = s->frame_size; /* frame size in words */
1304     /* align to 8 bits */
1305     flush_put_bits(&s->pb);
1306     /* add zero bytes to reach the frame size */
1307     frame = s->pb.buf;
1308     n = 2 * s->frame_size - (pbBufPtr(&s->pb) - frame) - 2;
1309     assert(n >= 0);
1310     if(n>0)
1311       memset(pbBufPtr(&s->pb), 0, n);
1312
1313     /* Now we must compute both crcs : this is not so easy for crc1
1314        because it is at the beginning of the data... */
1315     frame_size_58 = (frame_size >> 1) + (frame_size >> 3);
1316     crc1 = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, frame + 4, 2 * frame_size_58 - 4));
1317     /* XXX: could precompute crc_inv */
1318     crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (16 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1319     crc1 = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1320     frame[2] = crc1 >> 8;
1321     frame[3] = crc1;
1322
1323     crc2 = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, frame + 2 * frame_size_58, (frame_size - frame_size_58) * 2 - 2));
1324     frame[2*frame_size - 2] = crc2 >> 8;
1325     frame[2*frame_size - 1] = crc2;
1326
1327     //    printf("n=%d frame_size=%d\n", n, frame_size);
1328     return frame_size * 2;
1329 }
1330
1331 static int AC3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
1332                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
1333 {
1334     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1335     int16_t *samples = data;
1336     int i, j, k, v, ch;
1337     int16_t input_samples[N];
1338     int32_t mdct_coef[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1339     uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1340     uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1341     uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1342     uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1343     int8_t exp_samples[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1344     int frame_bits;
1345
1346     frame_bits = 0;
1347     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1348         /* fixed mdct to the six sub blocks & exponent computation */
1349         for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1350             int16_t *sptr;
1351             int sinc;
1352
1353             /* compute input samples */
1354             memcpy(input_samples, s->last_samples[ch], N/2 * sizeof(int16_t));
1355             sinc = s->nb_all_channels;
1356             sptr = samples + (sinc * (N/2) * i) + ch;
1357             for(j=0;j<N/2;j++) {
1358                 v = *sptr;
1359                 input_samples[j + N/2] = v;
1360                 s->last_samples[ch][j] = v;
1361                 sptr += sinc;
1362             }
1363
1364             /* apply the MDCT window */
1365             for(j=0;j<N/2;j++) {
1366                 input_samples[j] = MUL16(input_samples[j],
1367                                          ac3_window[j]) >> 15;
1368                 input_samples[N-j-1] = MUL16(input_samples[N-j-1],
1369                                              ac3_window[j]) >> 15;
1370             }
1371
1372             /* Normalize the samples to use the maximum available
1373                precision */
1374             v = 14 - log2_tab(input_samples, N);
1375             if (v < 0)
1376                 v = 0;
1377             exp_samples[i][ch] = v - 8;
1378             lshift_tab(input_samples, N, v);
1379
1380             /* do the MDCT */
1381             mdct512(mdct_coef[i][ch], input_samples);
1382
1383             /* compute "exponents". We take into account the
1384                normalization there */
1385             for(j=0;j<N/2;j++) {
1386                 int e;
1387                 v = abs(mdct_coef[i][ch][j]);
1388                 if (v == 0)
1389                     e = 24;
1390                 else {
1391                     e = 23 - av_log2(v) + exp_samples[i][ch];
1392                     if (e >= 24) {
1393                         e = 24;
1394                         mdct_coef[i][ch][j] = 0;
1395                     }
1396                 }
1397                 exp[i][ch][j] = e;
1398             }
1399         }
1400
1401         compute_exp_strategy(exp_strategy, exp, ch, ch == s->lfe_channel);
1402
1403         /* compute the exponents as the decoder will see them. The
1404            EXP_REUSE case must be handled carefully : we select the
1405            min of the exponents */
1406         i = 0;
1407         while (i < NB_BLOCKS) {
1408             j = i + 1;
1409             while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE) {
1410                 exponent_min(exp[i][ch], exp[j][ch], s->nb_coefs[ch]);
1411                 j++;
1412             }
1413             frame_bits += encode_exp(encoded_exp[i][ch],
1414                                      exp[i][ch], s->nb_coefs[ch],
1415                                      exp_strategy[i][ch]);
1416             /* copy encoded exponents for reuse case */
1417             for(k=i+1;k<j;k++) {
1418                 memcpy(encoded_exp[k][ch], encoded_exp[i][ch],
1419                        s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
1420             }
1421             i = j;
1422         }
1423     }
1424
1425     compute_bit_allocation(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits);
1426     /* everything is known... let's output the frame */
1427     output_frame_header(s, frame);
1428
1429     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1430         output_audio_block(s, exp_strategy[i], encoded_exp[i],
1431                            bap[i], mdct_coef[i], exp_samples[i], i);
1432     }
1433     return output_frame_end(s);
1434 }
1435
1436 static int AC3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1437 {
1438     av_freep(&avctx->coded_frame);
1439     return 0;
1440 }
1441
1442 #if 0
1443 /*************************************************************************/
1444 /* TEST */
1445
1446 #define FN (N/4)
1447
1448 void fft_test(void)
1449 {
1450     IComplex in[FN], in1[FN];
1451     int k, n, i;
1452     float sum_re, sum_im, a;
1453
1454     /* FFT test */
1455
1456     for(i=0;i<FN;i++) {
1457         in[i].re = random() % 65535 - 32767;
1458         in[i].im = random() % 65535 - 32767;
1459         in1[i] = in[i];
1460     }
1461     fft(in, 7);
1462
1463     /* do it by hand */
1464     for(k=0;k<FN;k++) {
1465         sum_re = 0;
1466         sum_im = 0;
1467         for(n=0;n<FN;n++) {
1468             a = -2 * M_PI * (n * k) / FN;
1469             sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a);
1470             sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a);
1471         }
1472         printf("%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
1473                k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN);
1474     }
1475 }
1476
1477 void mdct_test(void)
1478 {
1479     int16_t input[N];
1480     int32_t output[N/2];
1481     float input1[N];
1482     float output1[N/2];
1483     float s, a, err, e, emax;
1484     int i, k, n;
1485
1486     for(i=0;i<N;i++) {
1487         input[i] = (random() % 65535 - 32767) * 9 / 10;
1488         input1[i] = input[i];
1489     }
1490
1491     mdct512(output, input);
1492
1493     /* do it by hand */
1494     for(k=0;k<N/2;k++) {
1495         s = 0;
1496         for(n=0;n<N;n++) {
1497             a = (2*M_PI*(2*n+1+N/2)*(2*k+1) / (4 * N));
1498             s += input1[n] * cos(a);
1499         }
1500         output1[k] = -2 * s / N;
1501     }
1502
1503     err = 0;
1504     emax = 0;
1505     for(i=0;i<N/2;i++) {
1506         printf("%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
1507         e = output[i] - output1[i];
1508         if (e > emax)
1509             emax = e;
1510         err += e * e;
1511     }
1512     printf("err2=%f emax=%f\n", err / (N/2), emax);
1513 }
1514
1515 void test_ac3(void)
1516 {
1517     AC3EncodeContext ctx;
1518     unsigned char frame[AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE];
1519     short samples[AC3_FRAME_SIZE];
1520     int ret, i;
1521
1522     AC3_encode_init(&ctx, 44100, 64000, 1);
1523
1524     fft_test();
1525     mdct_test();
1526
1527     for(i=0;i<AC3_FRAME_SIZE;i++)
1528         samples[i] = (int)(sin(2*M_PI*i*1000.0/44100) * 10000);
1529     ret = AC3_encode_frame(&ctx, frame, samples);
1530     printf("ret=%d\n", ret);
1531 }
1532 #endif
1533
1534 AVCodec ac3_encoder = {
1535     "ac3",
1536     CODEC_TYPE_AUDIO,
1537     CODEC_ID_AC3,
1538     sizeof(AC3EncodeContext),
1539     AC3_encode_init,
1540     AC3_encode_frame,
1541     AC3_encode_close,
1542     NULL,
1543 };