libavcodec/ac3enc.c

   1 /*
   2  * The simplest AC-3 encoder
   3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   5  * Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de>
   6  *
   7  * This file is part of Libav.
   8  *
   9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 /**
  25  * @file
  26  * The simplest AC-3 encoder.
  27  */
  28
  29 //#define DEBUG
  30 //#define ASSERT_LEVEL 2
  31
  32 #include <stdint.h>
  33
  34 #include "libavutil/audioconvert.h"
  35 #include "libavutil/avassert.h"
  36 #include "libavutil/avstring.h"
  37 #include "libavutil/crc.h"
  38 #include "libavutil/opt.h"
  39 #include "avcodec.h"
  40 #include "put_bits.h"
  41 #include "dsputil.h"
  42 #include "ac3dsp.h"
  43 #include "ac3.h"
  44 #include "audioconvert.h"
  45 #include "fft.h"
  46
  47
  48 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  49 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
  50 #endif
  51
  52
  53 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
  54 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
  55
  56 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  57 #define MAC_COEF(d,a,b) ((d)+=(a)*(b))
  58 typedef float SampleType;
  59 typedef float CoefType;
  60 typedef float CoefSumType;
  61 #else
  62 #define MAC_COEF(d,a,b) MAC64(d,a,b)
  63 typedef int16_t SampleType;
  64 typedef int32_t CoefType;
  65 typedef int64_t CoefSumType;
  66 #endif
  67
  68 typedef struct AC3MDCTContext {
  69     const SampleType *window;           ///< MDCT window function
  70     FFTContext fft;                     ///< FFT context for MDCT calculation
  71 } AC3MDCTContext;
  72
  73 /**
  74  * Encoding Options used by AVOption.
  75  */
  76 typedef struct AC3EncOptions {
  77     /* AC-3 metadata options*/
  78     int dialogue_level;
  79     int bitstream_mode;
  80     float center_mix_level;
  81     float surround_mix_level;
  82     int dolby_surround_mode;
  83     int audio_production_info;
  84     int mixing_level;
  85     int room_type;
  86     int copyright;
  87     int original;
  88     int extended_bsi_1;
  89     int preferred_stereo_downmix;
  90     float ltrt_center_mix_level;
  91     float ltrt_surround_mix_level;
  92     float loro_center_mix_level;
  93     float loro_surround_mix_level;
  94     int extended_bsi_2;
  95     int dolby_surround_ex_mode;
  96     int dolby_headphone_mode;
  97     int ad_converter_type;
  98
  99     /* other encoding options */
 100     int allow_per_frame_metadata;
 101     int stereo_rematrixing;
 102 } AC3EncOptions;
 103
 104 /**
 105  * Data for a single audio block.
 106  */
 107 typedef struct AC3Block {
 108     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
 109     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
 110     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
 111     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
 112     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
 113     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
 114     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
 115     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
 116     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
 117     uint8_t  coeff_shift[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< fixed-point coefficient shift values
 118     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
 119     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
 120     struct AC3Block *exp_ref_block[AC3_MAX_CHANNELS]; ///< reference blocks for EXP_REUSE
 121 } AC3Block;
 122
 123 /**
 124  * AC-3 encoder private context.
 125  */
 126 typedef struct AC3EncodeContext {
 127     AVClass *av_class;                      ///< AVClass used for AVOption
 128     AC3EncOptions options;                  ///< encoding options
 129     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
 130     DSPContext dsp;
 131     AC3DSPContext ac3dsp;                   ///< AC-3 optimized functions
 132     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
 133
 134     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
 135
 136     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
 137     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
 138
 139     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
 140     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
 141
 142     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
 143     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
 144     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
 145     uint16_t crc_inv[2];
 146     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
 147     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
 148
 149     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
 150     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
 151     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
 152     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
 153     int has_center;                         ///< indicates if there is a center channel
 154     int has_surround;                       ///< indicates if there are one or more surround channels
 155     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
 156     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
 157
 158     int center_mix_level;                   ///< center mix level code
 159     int surround_mix_level;                 ///< surround mix level code
 160     int ltrt_center_mix_level;              ///< Lt/Rt center mix level code
 161     int ltrt_surround_mix_level;            ///< Lt/Rt surround mix level code
 162     int loro_center_mix_level;              ///< Lo/Ro center mix level code
 163     int loro_surround_mix_level;            ///< Lo/Ro surround mix level code
 164
 165     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
 166     int bandwidth_code;                     ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
 167     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
 168
 169     int rematrixing_enabled;                ///< stereo rematrixing enabled
 170     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
 171
 172     /* bitrate allocation control */
 173     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
 174     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
 175     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
 176     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
 177     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
 178     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
 179     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
 180     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
 181     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
 182     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
 183     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
 184     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
 185
 186     SampleType **planar_samples;
 187     uint8_t *bap_buffer;
 188     uint8_t *bap1_buffer;
 189     CoefType *mdct_coef_buffer;
 190     int32_t *fixed_coef_buffer;
 191     uint8_t *exp_buffer;
 192     uint8_t *grouped_exp_buffer;
 193     int16_t *psd_buffer;
 194     int16_t *band_psd_buffer;
 195     int16_t *mask_buffer;
 196     uint16_t *qmant_buffer;
 197
 198     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
 199
 200     DECLARE_ALIGNED(32, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
 201 } AC3EncodeContext;
 202
 203 typedef struct AC3Mant {
 204     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
 205     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
 206 } AC3Mant;
 207
 208 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
 209 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
 210     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
 211 };
 212
 213 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
 214 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
 215     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
 216 };
 217
 218 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
 219 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
 220     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
 221     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
 222 };
 223
 224
 225 #define OFFSET(param) offsetof(AC3EncodeContext, options.param)
 226 #define AC3ENC_PARAM (AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 227
 228 static const AVOption options[] = {
 229 /* Metadata Options */
 230 {"per_frame_metadata", "Allow Changing Metadata Per-Frame", OFFSET(allow_per_frame_metadata), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0 }, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 231 /* downmix levels */
 232 {"center_mixlev", "Center Mix Level", OFFSET(center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = LEVEL_MINUS_4POINT5DB }, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
 233 {"surround_mixlev", "Surround Mix Level", OFFSET(surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = LEVEL_MINUS_6DB }, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
 234 /* audio production information */
 235 {"mixing_level", "Mixing Level", OFFSET(mixing_level), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 111, AC3ENC_PARAM},
 236 {"room_type", "Room Type", OFFSET(room_type), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 237     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 238     {"large",        "Large Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 239     {"small",        "Small Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 240 /* other metadata options */
 241 {"copyright", "Copyright Bit", OFFSET(copyright), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0 }, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 242 {"dialnorm", "Dialogue Level (dB)", OFFSET(dialogue_level), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -31 }, -31, -1, AC3ENC_PARAM},
 243 {"dsur_mode", "Dolby Surround Mode", OFFSET(dolby_surround_mode), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0 }, 0, 2, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 244     {"notindicated", "Not Indicated (default)",    0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 245     {"on",           "Dolby Surround Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 246     {"off",          "Not Dolby Surround Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 247 {"original", "Original Bit Stream", OFFSET(original), FF_OPT_TYPE_INT,   {.dbl = 1 }, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 248 /* extended bitstream information */
 249 {"dmix_mode", "Preferred Stereo Downmix Mode", OFFSET(preferred_stereo_downmix), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 250     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 251     {"ltrt", "Lt/Rt Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 252     {"loro", "Lo/Ro Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 253 {"ltrt_cmixlev", "Lt/Rt Center Mix Level", OFFSET(ltrt_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1.0 }, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 254 {"ltrt_surmixlev", "Lt/Rt Surround Mix Level", OFFSET(ltrt_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1.0 }, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 255 {"loro_cmixlev", "Lo/Ro Center Mix Level", OFFSET(loro_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1.0 }, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 256 {"loro_surmixlev", "Lo/Ro Surround Mix Level", OFFSET(loro_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1.0 }, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 257 {"dsurex_mode", "Dolby Surround EX Mode", OFFSET(dolby_surround_ex_mode), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 258     {"notindicated", "Not Indicated (default)",       0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 259     {"on",           "Dolby Surround EX Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 260     {"off",          "Not Dolby Surround EX Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 261 {"dheadphone_mode", "Dolby Headphone Mode", OFFSET(dolby_headphone_mode), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 262     {"notindicated", "Not Indicated (default)",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 263     {"on",           "Dolby Headphone Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 264     {"off",          "Not Dolby Headphone Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 265 {"ad_conv_type", "A/D Converter Type", OFFSET(ad_converter_type), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 1, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
 266     {"standard", "Standard (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
 267     {"hdcd",     "HDCD",               0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
 268 /* Other Encoding Options */
 269 {"stereo_rematrixing", "Stereo Rematrixing", OFFSET(stereo_rematrixing), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 1 }, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 270 {NULL}
 271 };
 272
 273 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
 274 static AVClass ac3enc_class = { "AC-3 Encoder", av_default_item_name,
 275                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
 276 #else
 277 static AVClass ac3enc_class = { "Fixed-Point AC-3 Encoder", av_default_item_name,
 278                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
 279 #endif
 280
 281
 282 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
 283
 284 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
 285
 286 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
 287                              int nbits);
 288
 289 static void apply_window(DSPContext *dsp, SampleType *output, const SampleType *input,
 290                          const SampleType *window, unsigned int len);
 291
 292 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
 293
 294 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
 295
 296
 297 /**
 298  * LUT for number of exponent groups.
 299  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
 300  */
 301 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
 302
 303
 304 /**
 305  * List of supported channel layouts.
 306  */
 307 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
 308      AV_CH_LAYOUT_MONO,
 309      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 310      AV_CH_LAYOUT_2_1,
 311      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 312      AV_CH_LAYOUT_2_2,
 313      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
 314      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 315      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
 316      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 317     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 318     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 319     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 320     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 321     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 322     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 323     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 324      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
 325      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 326      0
 327 };
 328
 329
 330 /**
 331  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
 332  * number of full-bandwidth channels.
 333  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
 334  */
 335 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
 336 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
 337
 338     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 339       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 340       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 341
 342     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 343       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 344       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 345
 346     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 347       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 348       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 349
 350     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 351       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 352       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 353
 354     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
 355       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
 356       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
 357 };
 358
 359
 360 /**
 361  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
 362  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
 363  */
 364 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
 365 {
 366     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
 367         s->bits_written    -= s->bit_rate;
 368         s->samples_written -= s->sample_rate;
 369     }
 370     s->frame_size = s->frame_size_min +
 371                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
 372     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
 373     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
 374 }
 375
 376
 377 /**
 378  * Deinterleave input samples.
 379  * Channels are reordered from Libav's default order to AC-3 order.
 380  */
 381 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
 382                                        const SampleType *samples)
 383 {
 384     int ch, i;
 385
 386     /* deinterleave and remap input samples */
 387     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 388         const SampleType *sptr;
 389         int sinc;
 390
 391         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
 392         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
 393                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 394
 395         /* deinterleave */
 396         sinc = s->channels;
 397         sptr = samples + s->channel_map[ch];
 398         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
 399             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
 400             sptr += sinc;
 401         }
 402     }
 403 }
 404
 405
 406 /**
 407  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
 408  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
 409  * loss due to fixed-point calculations.
 410  */
 411 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
 412 {
 413     int blk, ch;
 414
 415     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 416         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 417             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 418             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
 419
 420             apply_window(&s->dsp, s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
 421
 422             block->coeff_shift[ch] = normalize_samples(s);
 423
 424             s->mdct.fft.mdct_calcw(&s->mdct.fft, block->mdct_coef[ch],
 425                                    s->windowed_samples);
 426         }
 427     }
 428 }
 429
 430
 431 /**
 432  * Determine rematrixing flags for each block and band.
 433  */
 434 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
 435 {
 436     int nb_coefs;
 437     int blk, bnd, i;
 438     AC3Block *block, *block0;
 439
 440     if (s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
 441         return;
 442
 443     s->num_rematrixing_bands = 4;
 444
 445     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 446
 447     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 448         block = &s->blocks[blk];
 449         block->new_rematrixing_strategy = !blk;
 450         if (!s->rematrixing_enabled)
 451             continue;
 452         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 453             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
 454             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 455             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 456             CoefSumType sum[4] = {0,};
 457             for (i = start; i < end; i++) {
 458                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
 459                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
 460                 CoefType md = lt + rt;
 461                 CoefType sd = lt - rt;
 462                 MAC_COEF(sum[0], lt, lt);
 463                 MAC_COEF(sum[1], rt, rt);
 464                 MAC_COEF(sum[2], md, md);
 465                 MAC_COEF(sum[3], sd, sd);
 466             }
 467
 468             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
 469             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
 470                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
 471             else
 472                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
 473
 474             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
 475             if (blk &&
 476                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
 477                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
 478             }
 479         }
 480         block0 = block;
 481     }
 482 }
 483
 484
 485 /**
 486  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
 487  */
 488 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
 489 {
 490     int nb_coefs;
 491     int blk, bnd, i;
 492     int start, end;
 493     uint8_t *flags;
 494
 495     if (!s->rematrixing_enabled)
 496         return;
 497
 498     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 499
 500     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 501         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 502         if (block->new_rematrixing_strategy)
 503             flags = block->rematrixing_flags;
 504         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 505             if (flags[bnd]) {
 506                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 507                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 508                 for (i = start; i < end; i++) {
 509                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
 510                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
 511                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
 512                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
 513                 }
 514             }
 515         }
 516     }
 517 }
 518
 519
 520 /**
 521  * Initialize exponent tables.
 522  */
 523 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
 524 {
 525     int expstr, i, grpsize;
 526
 527     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
 528         grpsize = 3 << expstr;
 529         for (i = 73; i < 256; i++) {
 530             exponent_group_tab[expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
 531         }
 532     }
 533     /* LFE */
 534     exponent_group_tab[0][7] = 2;
 535 }
 536
 537
 538 /**
 539  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
 540  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
 541  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
 542  */
 543 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
 544 {
 545     int blk, ch;
 546
 547     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 548         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 549             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 550             s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch],
 551                                         AC3_MAX_COEFS);
 552         }
 553     }
 554 }
 555
 556
 557 /**
 558  * Exponent Difference Threshold.
 559  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
 560  */
 561 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
 562
 563
 564 /**
 565  * Calculate exponent strategies for all channels.
 566  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
 567  */
 568 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
 569 {
 570     int ch, blk, blk1;
 571
 572     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 573         uint8_t *exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 574         uint8_t *exp          = s->blocks[0].exp[ch];
 575         int exp_diff;
 576
 577         /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 578            reused in the next frame */
 579         exp_strategy[0] = EXP_NEW;
 580         exp += AC3_MAX_COEFS;
 581         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 582             exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
 583             if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 584                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 585             else
 586                 exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
 587             exp += AC3_MAX_COEFS;
 588         }
 589
 590         /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 591            recoded, we use a coarse encoding */
 592         blk = 0;
 593         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 594             blk1 = blk + 1;
 595             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 596                 blk1++;
 597             switch (blk1 - blk) {
 598             case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
 599             case 2:
 600             case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
 601             default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
 602             }
 603             blk = blk1;
 604         }
 605     }
 606     if (s->lfe_on) {
 607         ch = s->lfe_channel;
 608         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
 609         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 610             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
 611     }
 612 }
 613
 614
 615 /**
 616  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
 617  */
 618 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
 619 {
 620     int nb_groups, i, k;
 621
 622     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
 623
 624     /* for each group, compute the minimum exponent */
 625     switch(exp_strategy) {
 626     case EXP_D25:
 627         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 628             uint8_t exp_min = exp[k];
 629             if (exp[k+1] < exp_min)
 630                 exp_min = exp[k+1];
 631             exp[i] = exp_min;
 632             k += 2;
 633         }
 634         break;
 635     case EXP_D45:
 636         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 637             uint8_t exp_min = exp[k];
 638             if (exp[k+1] < exp_min)
 639                 exp_min = exp[k+1];
 640             if (exp[k+2] < exp_min)
 641                 exp_min = exp[k+2];
 642             if (exp[k+3] < exp_min)
 643                 exp_min = exp[k+3];
 644             exp[i] = exp_min;
 645             k += 4;
 646         }
 647         break;
 648     }
 649
 650     /* constraint for DC exponent */
 651     if (exp[0] > 15)
 652         exp[0] = 15;
 653
 654     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
 655        differentially encoded */
 656     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
 657         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
 658     i--;
 659     while (--i >= 0)
 660         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
 661
 662     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 663     switch (exp_strategy) {
 664     case EXP_D25:
 665         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
 666             uint8_t exp1 = exp[i];
 667             exp[k--] = exp1;
 668             exp[k--] = exp1;
 669         }
 670         break;
 671     case EXP_D45:
 672         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
 673             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
 674             k -= 4;
 675         }
 676         break;
 677     }
 678 }
 679
 680
 681 /**
 682  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
 683  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
 684  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
 685  * encoded.
 686  */
 687 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
 688 {
 689     int blk, blk1, ch;
 690     uint8_t *exp, *exp_strategy;
 691     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
 692
 693     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 694         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
 695         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 696         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
 697
 698         blk = 0;
 699         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 700             blk1 = blk + 1;
 701
 702             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
 703                and set exponent reference block pointers */
 704             s->blocks[blk].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
 705             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
 706                 s->blocks[blk1].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
 707                 blk1++;
 708             }
 709             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
 710
 711             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
 712             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp, num_reuse_blocks, nb_coefs);
 713
 714             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk]);
 715
 716             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
 717             blk = blk1;
 718         }
 719     }
 720 }
 721
 722
 723 /**
 724  * Group exponents.
 725  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
 726  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
 727  */
 728 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
 729 {
 730     int blk, ch, i;
 731     int group_size, nb_groups, bit_count;
 732     uint8_t *p;
 733     int delta0, delta1, delta2;
 734     int exp0, exp1;
 735
 736     bit_count = 0;
 737     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 738         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 739         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 740             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
 741             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
 742                 continue;
 743             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 744             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
 745             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
 746             p = block->exp[ch];
 747
 748             /* DC exponent */
 749             exp1 = *p++;
 750             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
 751
 752             /* remaining exponents are delta encoded */
 753             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
 754                 /* merge three delta in one code */
 755                 exp0   = exp1;
 756                 exp1   = p[0];
 757                 p     += group_size;
 758                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
 759                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
 760
 761                 exp0   = exp1;
 762                 exp1   = p[0];
 763                 p     += group_size;
 764                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
 765                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
 766
 767                 exp0   = exp1;
 768                 exp1   = p[0];
 769                 p     += group_size;
 770                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
 771                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
 772
 773                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
 774             }
 775         }
 776     }
 777
 778     s->exponent_bits = bit_count;
 779 }
 780
 781
 782 /**
 783  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
 784  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
 785  * and encode final exponents.
 786  */
 787 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
 788 {
 789     extract_exponents(s);
 790
 791     compute_exp_strategy(s);
 792
 793     encode_exponents(s);
 794
 795     group_exponents(s);
 796
 797     emms_c();
 798 }
 799
 800
 801 /**
 802  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
 803  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
 804  */
 805 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
 806 {
 807     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 808     int blk;
 809     int frame_bits;
 810
 811     /* assumptions:
 812      *   no dynamic range codes
 813      *   no channel coupling
 814      *   bit allocation parameters do not change between blocks
 815      *   SNR offsets do not change between blocks
 816      *   no delta bit allocation
 817      *   no skipped data
 818      *   no auxilliary data
 819      */
 820
 821     /* header */
 822     frame_bits = 65;
 823     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
 824
 825     /* audio blocks */
 826     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 827         /* block switch flags */
 828         frame_bits += s->fbw_channels;
 829
 830         /* dither flags */
 831         frame_bits += s->fbw_channels;
 832
 833         /* dynamic range */
 834         frame_bits++;
 835
 836         /* coupling strategy */
 837         frame_bits++;
 838         if (!blk)
 839             frame_bits++;
 840
 841         /* stereo rematrixing */
 842         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 843             frame_bits++;
 844
 845         /* exponent strategy */
 846         frame_bits += 2 * s->fbw_channels;
 847         if (s->lfe_on)
 848             frame_bits++;
 849
 850         /* bit allocation params */
 851         frame_bits++;
 852         if (!blk)
 853             frame_bits += 2 + 2 + 2 + 2 + 3;
 854
 855         /* snr offsets and fast gain codes */
 856         frame_bits++;
 857         if (!blk)
 858             frame_bits += 6 + s->channels * (4 + 3);
 859
 860         /* delta bit allocation */
 861         frame_bits++;
 862
 863         /* skipped data */
 864         frame_bits++;
 865     }
 866
 867     /* auxiliary data */
 868     frame_bits++;
 869
 870     /* CRC */
 871     frame_bits += 1 + 16;
 872
 873     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
 874 }
 875
 876
 877 /**
 878  * Initialize bit allocation.
 879  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
 880  */
 881 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
 882 {
 883     int ch;
 884
 885     /* init default parameters */
 886     s->slow_decay_code = 2;
 887     s->fast_decay_code = 1;
 888     s->slow_gain_code  = 1;
 889     s->db_per_bit_code = 3;
 890     s->floor_code      = 7;
 891     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 892         s->fast_gain_code[ch] = 4;
 893
 894     /* initial snr offset */
 895     s->coarse_snr_offset = 40;
 896
 897     /* compute real values */
 898     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
 899        set them once at initialization */
 900     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 901     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 902     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
 903     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
 904     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
 905
 906     count_frame_bits_fixed(s);
 907 }
 908
 909
 910 /**
 911  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
 912  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
 913  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
 914  */
 915 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
 916 {
 917     AC3EncOptions *opt = &s->options;
 918     int blk, ch;
 919     int frame_bits = 0;
 920
 921     /* header */
 922     if (opt->audio_production_info)
 923         frame_bits += 7;
 924     if (s->bitstream_id == 6) {
 925         if (opt->extended_bsi_1)
 926             frame_bits += 14;
 927         if (opt->extended_bsi_2)
 928             frame_bits += 14;
 929     }
 930
 931     /* audio blocks */
 932     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 933         /* stereo rematrixing */
 934         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
 935             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
 936             frame_bits += s->num_rematrixing_bands;
 937         }
 938
 939         /* bandwidth codes & gain range */
 940         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 941             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
 942                 frame_bits += 6 + 2;
 943         }
 944     }
 945
 946     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
 947 }
 948
 949
 950 /**
 951  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
 952  */
 953 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
 954 {
 955     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
 956     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
 957     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
 958     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
 959     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
 960     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
 961     bits += mant_cnt[3] * 3;
 962     return bits;
 963 }
 964
 965
 966 /**
 967  * Calculate masking curve based on the final exponents.
 968  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
 969  */
 970 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
 971 {
 972     int blk, ch;
 973
 974     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 975         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 976         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 977             /* We only need psd and mask for calculating bap.
 978                Since we currently do not calculate bap when exponent
 979                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
 980             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 981                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
 982                                           s->nb_coefs[ch],
 983                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
 984                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
 985                                            0, s->nb_coefs[ch],
 986                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
 987                                            ch == s->lfe_channel,
 988                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
 989                                            block->mask[ch]);
 990             }
 991         }
 992     }
 993 }
 994
 995
 996 /**
 997  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
 998  * They may have been switched during the bit allocation search.
 999  */
1000 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
1001 {
1002     int blk, ch;
1003     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
1004         return;
1005     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1006         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1007             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012
1013 /**
1014  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
1015  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
1016  * the quantization of each mantissa.
1017  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1018  *         is used.
1019  */
1020 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1021 {
1022     int blk, ch;
1023     int mantissa_bits;
1024     int mant_cnt[5];
1025
1026     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1027
1028     reset_block_bap(s);
1029     mantissa_bits = 0;
1030     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1031         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1032         AC3Block *ref_block;
1033         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
1034         // padded to the next whole group size when bits are counted in
1035         // compute_mantissa_size_final
1036         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
1037         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
1038         mant_cnt[4] = 1;
1039         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1040             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1041                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1042                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1043                whenever we reuse exponents. */
1044             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1045             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1046                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(ref_block->mask[ch],
1047                                              ref_block->psd[ch], 0,
1048                                              s->nb_coefs[ch], snr_offset,
1049                                              s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
1050                                              ref_block->bap[ch]);
1051             }
1052             mantissa_bits += s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt,
1053                                                              ref_block->bap[ch],
1054                                                              s->nb_coefs[ch]);
1055         }
1056         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
1057     }
1058     return mantissa_bits;
1059 }
1060
1061
1062 /**
1063  * Constant bitrate bit allocation search.
1064  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1065  */
1066 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1067 {
1068     int ch;
1069     int bits_left;
1070     int snr_offset, snr_incr;
1071
1072     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1073     if (bits_left < 0)
1074         return AVERROR(EINVAL);
1075
1076     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1077
1078     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1079        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1080     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
1081         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1082             return 0;
1083     }
1084
1085     while (snr_offset >= 0 &&
1086            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1087         snr_offset -= 64;
1088     }
1089     if (snr_offset < 0)
1090         return AVERROR(EINVAL);
1091
1092     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1093     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1094         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1095                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1096             snr_offset += snr_incr;
1097             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1098         }
1099     }
1100     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1101     reset_block_bap(s);
1102
1103     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1104     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1105         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1106
1107     return 0;
1108 }
1109
1110
1111 /**
1112  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
1113  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
1114  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
1115  * strategy in 1 channel of 1 block.
1116  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
1117  */
1118 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
1119 {
1120     int ch, blk;
1121
1122     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1123         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1124             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1125                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1126                 return 0;
1127             }
1128         }
1129     }
1130     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1131         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1132             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1133                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1134                 return 0;
1135             }
1136         }
1137     }
1138     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1139         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1140            the block number > 0 */
1141         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1142             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1143                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1144                 return 0;
1145             }
1146         }
1147     }
1148     return -1;
1149 }
1150
1151
1152 /**
1153  * Perform bit allocation search.
1154  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1155  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1156  * used to quantize the mantissas.
1157  */
1158 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1159 {
1160     int ret;
1161
1162     count_frame_bits(s);
1163
1164     bit_alloc_masking(s);
1165
1166     ret = cbr_bit_allocation(s);
1167     while (ret) {
1168         /* fallback 1: downgrade exponents */
1169         if (!downgrade_exponents(s)) {
1170             extract_exponents(s);
1171             encode_exponents(s);
1172             group_exponents(s);
1173             ret = compute_bit_allocation(s);
1174             continue;
1175         }
1176
1177         /* fallbacks were not enough... */
1178         break;
1179     }
1180
1181     return ret;
1182 }
1183
1184
1185 /**
1186  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1187  */
1188 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1189 {
1190     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1191     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1192     return v;
1193 }
1194
1195
1196 /**
1197  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1198  */
1199 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1200 {
1201     int lshift, m, v;
1202
1203     lshift = e + qbits - 24;
1204     if (lshift >= 0)
1205         v = c << lshift;
1206     else
1207         v = c >> (-lshift);
1208     /* rounding */
1209     v = (v + 1) >> 1;
1210     m = (1 << (qbits-1));
1211     if (v >= m)
1212         v = m - 1;
1213     av_assert2(v >= -m);
1214     return v & ((1 << qbits)-1);
1215 }
1216
1217
1218 /**
1219  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1220  */
1221 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1222                                       uint8_t *exp,
1223                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1224 {
1225     int i;
1226
1227     for (i = 0; i < n; i++) {
1228         int v;
1229         int c = fixed_coef[i];
1230         int e = exp[i];
1231         int b = bap[i];
1232         switch (b) {
1233         case 0:
1234             v = 0;
1235             break;
1236         case 1:
1237             v = sym_quant(c, e, 3);
1238             switch (s->mant1_cnt) {
1239             case 0:
1240                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1241                 v = 9 * v;
1242                 s->mant1_cnt = 1;
1243                 break;
1244             case 1:
1245                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1246                 s->mant1_cnt = 2;
1247                 v = 128;
1248                 break;
1249             default:
1250                 *s->qmant1_ptr += v;
1251                 s->mant1_cnt = 0;
1252                 v = 128;
1253                 break;
1254             }
1255             break;
1256         case 2:
1257             v = sym_quant(c, e, 5);
1258             switch (s->mant2_cnt) {
1259             case 0:
1260                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1261                 v = 25 * v;
1262                 s->mant2_cnt = 1;
1263                 break;
1264             case 1:
1265                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1266                 s->mant2_cnt = 2;
1267                 v = 128;
1268                 break;
1269             default:
1270                 *s->qmant2_ptr += v;
1271                 s->mant2_cnt = 0;
1272                 v = 128;
1273                 break;
1274             }
1275             break;
1276         case 3:
1277             v = sym_quant(c, e, 7);
1278             break;
1279         case 4:
1280             v = sym_quant(c, e, 11);
1281             switch (s->mant4_cnt) {
1282             case 0:
1283                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1284                 v = 11 * v;
1285                 s->mant4_cnt = 1;
1286                 break;
1287             default:
1288                 *s->qmant4_ptr += v;
1289                 s->mant4_cnt = 0;
1290                 v = 128;
1291                 break;
1292             }
1293             break;
1294         case 5:
1295             v = sym_quant(c, e, 15);
1296             break;
1297         case 14:
1298             v = asym_quant(c, e, 14);
1299             break;
1300         case 15:
1301             v = asym_quant(c, e, 16);
1302             break;
1303         default:
1304             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1305             break;
1306         }
1307         qmant[i] = v;
1308     }
1309 }
1310
1311
1312 /**
1313  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1314  */
1315 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1316 {
1317     int blk, ch;
1318
1319
1320     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1321         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1322         AC3Block *ref_block;
1323         AC3Mant m = { 0 };
1324
1325         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1326             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1327             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1328                                       ref_block->exp[ch], ref_block->bap[ch],
1329                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1330         }
1331     }
1332 }
1333
1334
1335 /**
1336  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1337  */
1338 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1339 {
1340     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1341
1342     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1343     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1344     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1345     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1346     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1347     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1348     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1349     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1350         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1351     if (s->channel_mode & 0x04)
1352         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1353     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1354         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1355     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1356     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1357     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1358     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1359     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1360     if (opt->audio_production_info) {
1361         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1362         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1363     }
1364     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1365     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1366     if (s->bitstream_id == 6) {
1367         /* alternate bit stream syntax */
1368         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1369         if (opt->extended_bsi_1) {
1370             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1371             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1372             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1373             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1374             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1375         }
1376         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1377         if (opt->extended_bsi_2) {
1378             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1379             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1380             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1381             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1382         }
1383     } else {
1384     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1385     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1386     }
1387     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1388 }
1389
1390
1391 /**
1392  * Write one audio block to the output bitstream.
1393  */
1394 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1395 {
1396     int ch, i, baie, rbnd;
1397     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1398
1399     /* block switching */
1400     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1401         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1402
1403     /* dither flags */
1404     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1405         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1406
1407     /* dynamic range codes */
1408     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1409
1410     /* channel coupling */
1411     if (!blk) {
1412         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1413         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1414     } else {
1415         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1416     }
1417
1418     /* stereo rematrixing */
1419     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1420         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1421         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1422             /* rematrixing flags */
1423             for (rbnd = 0; rbnd < s->num_rematrixing_bands; rbnd++)
1424                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1425         }
1426     }
1427
1428     /* exponent strategy */
1429     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1430         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1431     if (s->lfe_on)
1432         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1433
1434     /* bandwidth */
1435     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1436         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1437             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code);
1438     }
1439
1440     /* exponents */
1441     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1442         int nb_groups;
1443
1444         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1445             continue;
1446
1447         /* DC exponent */
1448         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1449
1450         /* exponent groups */
1451         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1452         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1453             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1454
1455         /* gain range info */
1456         if (ch != s->lfe_channel)
1457             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1458     }
1459
1460     /* bit allocation info */
1461     baie = (blk == 0);
1462     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1463     if (baie) {
1464         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1465         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1466         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1467         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1468         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1469     }
1470
1471     /* snr offset */
1472     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1473     if (baie) {
1474         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1475         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1476             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1477             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1478         }
1479     }
1480
1481     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1482     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1483
1484     /* mantissas */
1485     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1486         int b, q;
1487         AC3Block *ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1488         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1489             q = block->qmant[ch][i];
1490             b = ref_block->bap[ch][i];
1491             switch (b) {
1492             case 0:                                         break;
1493             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1494             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1495             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1496             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1497             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1498             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1499             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1500             }
1501         }
1502     }
1503 }
1504
1505
1506 /** CRC-16 Polynomial */
1507 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1508
1509
1510 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1511 {
1512     unsigned int c;
1513
1514     c = 0;
1515     while (a) {
1516         if (a & 1)
1517             c ^= b;
1518         a = a >> 1;
1519         b = b << 1;
1520         if (b & (1 << 16))
1521             b ^= poly;
1522     }
1523     return c;
1524 }
1525
1526
1527 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1528 {
1529     unsigned int r;
1530     r = 1;
1531     while (n) {
1532         if (n & 1)
1533             r = mul_poly(r, a, poly);
1534         a = mul_poly(a, a, poly);
1535         n >>= 1;
1536     }
1537     return r;
1538 }
1539
1540
1541 /**
1542  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1543  */
1544 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1545 {
1546     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1547     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1548     uint8_t *frame;
1549
1550     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1551
1552     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1553     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1554     flush_put_bits(&s->pb);
1555     frame = s->pb.buf;
1556     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1557     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1558     if (pad_bytes > 0)
1559         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1560
1561     /* compute crc1 */
1562     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1563     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1564     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1565     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1566     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1567
1568     /* compute crc2 */
1569     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1570                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1571     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1572     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1573     if (crc2 == 0x770B) {
1574         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1575         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1576     }
1577     crc2 = av_bswap16(crc2);
1578     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1579 }
1580
1581
1582 /**
1583  * Write the frame to the output bitstream.
1584  */
1585 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1586 {
1587     int blk;
1588
1589     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1590
1591     output_frame_header(s);
1592
1593     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1594         output_audio_block(s, blk);
1595
1596     output_frame_end(s);
1597 }
1598
1599
1600 static void dprint_options(AVCodecContext *avctx)
1601 {
1602 #ifdef DEBUG
1603     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1604     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1605     char strbuf[32];
1606
1607     switch (s->bitstream_id) {
1608     case  6:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)", 32);      break;
1609     case  8:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (standard)", 32);        break;
1610     case  9:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)", 32);  break;
1611     case 10:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate", 32); break;
1612     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1613     }
1614     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1615     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1616     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1617     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1618     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1619     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1620     if (s->cutoff)
1621         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1622
1623     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1624             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1625     if (s->has_center)
1626         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1627                 s->center_mix_level);
1628     else
1629         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1630     if (s->has_surround)
1631         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1632                 s->surround_mix_level);
1633     else
1634         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1635     if (opt->audio_production_info) {
1636         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1637         switch (opt->room_type) {
1638         case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1639         case 1:  av_strlcpy(strbuf, "large", 32);        break;
1640         case 2:  av_strlcpy(strbuf, "small", 32);        break;
1641         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1642         }
1643         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1644     } else {
1645         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1646         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1647     }
1648     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1649     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1650     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1651         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1652         case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1653         case 1:  av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1654         case 2:  av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1655         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1656         }
1657         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1658     } else {
1659         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1660     }
1661     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1662
1663     if (s->bitstream_id == 6) {
1664         if (opt->extended_bsi_1) {
1665             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1666             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1667             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1668             case 2:  av_strlcpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1669             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1670             }
1671             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1672             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1673                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1674             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1675                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1676             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1677                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1678             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1679                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1680         } else {
1681             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1682         }
1683         if (opt->extended_bsi_2) {
1684             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1685             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1686             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1687             case 2:  av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1688             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1689             }
1690             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1691             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1692             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1693             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1694             case 2:  av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1695             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1696             }
1697             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1698
1699             switch (opt->ad_converter_type) {
1700             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "standard", 32); break;
1701             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1702             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1703             }
1704             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1705         } else {
1706             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1707         }
1708     }
1709 #endif
1710 }
1711
1712
1713 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1714
1715 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1716 {
1717     int i;
1718
1719     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1720         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1721             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1722             break;
1723     }
1724     if (i == v_list_size)
1725         return -1;
1726
1727     return i;
1728 }
1729
1730
1731 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1732                                float *opt_param, const float *list,
1733                                int list_size, int default_value, int min_value,
1734                                int *ctx_param)
1735 {
1736     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1737     if (mixlev < min_value) {
1738         mixlev = default_value;
1739         if (*opt_param >= 0.0) {
1740             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1741                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1742         }
1743     }
1744     *opt_param = list[mixlev];
1745     *ctx_param = mixlev;
1746 }
1747
1748
1749 /**
1750  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1751  * These values can optionally be changed per-frame.
1752  */
1753 static int validate_metadata(AVCodecContext *avctx)
1754 {
1755     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1756     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1757
1758     /* validate mixing levels */
1759     if (s->has_center) {
1760         validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1761                            cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1762                            &s->center_mix_level);
1763     }
1764     if (s->has_surround) {
1765         validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1766                            surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1767                            &s->surround_mix_level);
1768     }
1769
1770     /* set audio production info flag */
1771     if (opt->mixing_level >= 0 || opt->room_type >= 0) {
1772         if (opt->mixing_level < 0) {
1773             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1774                    "room_type is set\n");
1775             return AVERROR(EINVAL);
1776         }
1777         if (opt->mixing_level < 80) {
1778             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1779                    "80dB and 111dB\n");
1780             return AVERROR(EINVAL);
1781         }
1782         /* default room type */
1783         if (opt->room_type < 0)
1784             opt->room_type = 0;
1785         opt->audio_production_info = 1;
1786     } else {
1787         opt->audio_production_info = 0;
1788     }
1789
1790     /* set extended bsi 1 flag */
1791     if ((s->has_center || s->has_surround) &&
1792         (opt->preferred_stereo_downmix >= 0 ||
1793          opt->ltrt_center_mix_level   >= 0 ||
1794          opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 ||
1795          opt->loro_center_mix_level   >= 0 ||
1796          opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1797         /* default preferred stereo downmix */
1798         if (opt->preferred_stereo_downmix < 0)
1799             opt->preferred_stereo_downmix = 0;
1800         /* validate Lt/Rt center mix level */
1801         validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1802                            &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1803                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1804                            &s->ltrt_center_mix_level);
1805         /* validate Lt/Rt surround mix level */
1806         validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1807                            &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1808                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1809                            &s->ltrt_surround_mix_level);
1810         /* validate Lo/Ro center mix level */
1811         validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1812                            &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1813                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1814                            &s->loro_center_mix_level);
1815         /* validate Lo/Ro surround mix level */
1816         validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1817                            &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1818                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1819                            &s->loro_surround_mix_level);
1820         opt->extended_bsi_1 = 1;
1821     } else {
1822         opt->extended_bsi_1 = 0;
1823     }
1824
1825     /* set extended bsi 2 flag */
1826     if (opt->dolby_surround_ex_mode >= 0 ||
1827         opt->dolby_headphone_mode   >= 0 ||
1828         opt->ad_converter_type      >= 0) {
1829         /* default dolby surround ex mode */
1830         if (opt->dolby_surround_ex_mode < 0)
1831             opt->dolby_surround_ex_mode = 0;
1832         /* default dolby headphone mode */
1833         if (opt->dolby_headphone_mode < 0)
1834             opt->dolby_headphone_mode = 0;
1835         /* default A/D converter type */
1836         if (opt->ad_converter_type < 0)
1837             opt->ad_converter_type = 0;
1838         opt->extended_bsi_2 = 1;
1839     } else {
1840         opt->extended_bsi_2 = 0;
1841     }
1842
1843     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1844     if (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2) {
1845         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1846             static int warn_once = 1;
1847             if (warn_once) {
1848                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
1849                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
1850                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
1851                 warn_once = 0;
1852             }
1853         } else {
1854             s->bitstream_id = 6;
1855         }
1856     }
1857
1858     return 0;
1859 }
1860
1861
1862 /**
1863  * Encode a single AC-3 frame.
1864  */
1865 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1866                             int buf_size, void *data)
1867 {
1868     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1869     const SampleType *samples = data;
1870     int ret;
1871
1872     if (s->options.allow_per_frame_metadata) {
1873         ret = validate_metadata(avctx);
1874         if (ret)
1875             return ret;
1876     }
1877
1878     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1879         adjust_frame_size(s);
1880
1881     deinterleave_input_samples(s, samples);
1882
1883     apply_mdct(s);
1884
1885     scale_coefficients(s);
1886
1887     compute_rematrixing_strategy(s);
1888
1889     apply_rematrixing(s);
1890
1891     process_exponents(s);
1892
1893     ret = compute_bit_allocation(s);
1894     if (ret) {
1895         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1896         return ret;
1897     }
1898
1899     quantize_mantissas(s);
1900
1901     output_frame(s, frame);
1902
1903     return s->frame_size;
1904 }
1905
1906
1907 /**
1908  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1909  */
1910 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1911 {
1912     int blk, ch;
1913     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1914
1915     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1916         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1917     av_freep(&s->planar_samples);
1918     av_freep(&s->bap_buffer);
1919     av_freep(&s->bap1_buffer);
1920     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1921     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1922     av_freep(&s->exp_buffer);
1923     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1924     av_freep(&s->psd_buffer);
1925     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1926     av_freep(&s->mask_buffer);
1927     av_freep(&s->qmant_buffer);
1928     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1929         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1930         av_freep(&block->bap);
1931         av_freep(&block->mdct_coef);
1932         av_freep(&block->fixed_coef);
1933         av_freep(&block->exp);
1934         av_freep(&block->grouped_exp);
1935         av_freep(&block->psd);
1936         av_freep(&block->band_psd);
1937         av_freep(&block->mask);
1938         av_freep(&block->qmant);
1939     }
1940
1941     mdct_end(&s->mdct);
1942
1943     av_freep(&avctx->coded_frame);
1944     return 0;
1945 }
1946
1947
1948 /**
1949  * Set channel information during initialization.
1950  */
1951 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1952                                     int64_t *channel_layout)
1953 {
1954     int ch_layout;
1955
1956     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1957         return AVERROR(EINVAL);
1958     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1959         return AVERROR(EINVAL);
1960     ch_layout = *channel_layout;
1961     if (!ch_layout)
1962         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1963
1964     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1965     s->channels     = channels;
1966     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1967     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1968     if (s->lfe_on)
1969         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1970
1971     switch (ch_layout) {
1972     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1973     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1974     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1975     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1976     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1977     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1978     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1979     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1980     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1981     default:
1982         return AVERROR(EINVAL);
1983     }
1984     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
1985     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
1986
1987     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
1988     *channel_layout = ch_layout;
1989     if (s->lfe_on)
1990         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1991
1992     return 0;
1993 }
1994
1995
1996 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
1997 {
1998     int i, ret;
1999
2000     /* validate channel layout */
2001     if (!avctx->channel_layout) {
2002         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2003                                       "encoder will guess the layout, but it "
2004                                       "might be incorrect.\n");
2005     }
2006     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2007     if (ret) {
2008         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2009         return ret;
2010     }
2011
2012     /* validate sample rate */
2013     for (i = 0; i < 9; i++) {
2014         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
2015             break;
2016     }
2017     if (i == 9) {
2018         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2019         return AVERROR(EINVAL);
2020     }
2021     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2022     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
2023     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
2024     s->bitstream_id       = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2025
2026     /* validate bit rate */
2027     for (i = 0; i < 19; i++) {
2028         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
2029             break;
2030     }
2031     if (i == 19) {
2032         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
2033         return AVERROR(EINVAL);
2034     }
2035     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
2036     s->frame_size_code = i << 1;
2037
2038     /* validate cutoff */
2039     if (avctx->cutoff < 0) {
2040         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2041         return AVERROR(EINVAL);
2042     }
2043     s->cutoff = avctx->cutoff;
2044     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2045         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2046
2047     /* validate audio service type / channels combination */
2048     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
2049          avctx->channels == 1) ||
2050         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
2051           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
2052           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
2053          && avctx->channels > 1)) {
2054         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
2055                                     "specified number of channels\n");
2056         return AVERROR(EINVAL);
2057     }
2058
2059     ret = validate_metadata(avctx);
2060     if (ret)
2061         return ret;
2062
2063     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2064                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2065
2066     return 0;
2067 }
2068
2069
2070 /**
2071  * Set bandwidth for all channels.
2072  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2073  * default value will be used.
2074  */
2075 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2076 {
2077     int ch;
2078
2079     if (s->cutoff) {
2080         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2081         int fbw_coeffs;
2082         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2083         s->bandwidth_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2084     } else {
2085         /* use default bandwidth setting */
2086         s->bandwidth_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2087     }
2088
2089     /* set number of coefficients for each channel */
2090     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
2091         s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
2092     }
2093     if (s->lfe_on)
2094         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
2095 }
2096
2097
2098 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
2099 {
2100     int blk, ch;
2101     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2102
2103     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
2104                      alloc_fail);
2105     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2106         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
2107                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
2108                           alloc_fail);
2109     }
2110     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2111                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
2112     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2113                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2114     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2115                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2116     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2117                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2118     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2119                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2120     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2121                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2122     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2123                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2124     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2125                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2126     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2127                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2128     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2129         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2130         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
2131                          alloc_fail);
2132         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2133                           alloc_fail);
2134         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
2135                           alloc_fail);
2136         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2137                           alloc_fail);
2138         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
2139                           alloc_fail);
2140         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
2141                           alloc_fail);
2142         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
2143                           alloc_fail);
2144         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
2145                           alloc_fail);
2146
2147         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2148             /* arrangement: block, channel, coeff */
2149             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2150             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2151             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
2152             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2153             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
2154             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
2155             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2156
2157             /* arrangement: channel, block, coeff */
2158             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2159         }
2160     }
2161
2162     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
2163         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2164                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2165         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2166             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2167             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2168                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2169             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2170                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2171         }
2172     } else {
2173         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2174             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2175             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2176                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2177             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2178                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2179         }
2180     }
2181
2182     return 0;
2183 alloc_fail:
2184     return AVERROR(ENOMEM);
2185 }
2186
2187
2188 /**
2189  * Initialize the encoder.
2190  */
2191 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2192 {
2193     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2194     int ret, frame_size_58;
2195
2196     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
2197
2198     ff_ac3_common_init();
2199
2200     ret = validate_options(avctx, s);
2201     if (ret)
2202         return ret;
2203
2204     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2205     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2206         s->bitstream_mode = 0x7;
2207
2208     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2209     s->bits_written    = 0;
2210     s->samples_written = 0;
2211     s->frame_size      = s->frame_size_min;
2212
2213     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2214     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2215     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2216     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2217         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2218         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2219     }
2220
2221     set_bandwidth(s);
2222
2223     exponent_init(s);
2224
2225     bit_alloc_init(s);
2226
2227     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
2228     if (ret)
2229         goto init_fail;
2230
2231     ret = allocate_buffers(avctx);
2232     if (ret)
2233         goto init_fail;
2234
2235     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
2236
2237     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2238     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2239
2240     dprint_options(avctx);
2241
2242     return 0;
2243 init_fail:
2244     ac3_encode_close(avctx);
2245     return ret;
2246 }