Update to MPlayer SVN rev 29473 and FFmpeg SVN rev 19572.
[vaapi:athaifas-mplayer.git] / libavcodec / ac3enc.c
1 /*
2  * The simplest AC-3 encoder
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file libavcodec/ac3enc.c
24  * The simplest AC-3 encoder.
25  */
26 //#define DEBUG
27 //#define DEBUG_BITALLOC
28 #include "libavutil/crc.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "get_bits.h" // for ff_reverse
31 #include "put_bits.h"
32 #include "ac3.h"
33 #include "audioconvert.h"
34
35 typedef struct AC3EncodeContext {
36     PutBitContext pb;
37     int nb_channels;
38     int nb_all_channels;
39     int lfe_channel;
40     const uint8_t *channel_map;
41     int bit_rate;
42     unsigned int sample_rate;
43     unsigned int bitstream_id;
44     unsigned int frame_size_min; /* minimum frame size in case rounding is necessary */
45     unsigned int frame_size; /* current frame size in words */
46     unsigned int bits_written;
47     unsigned int samples_written;
48     int sr_shift;
49     unsigned int frame_size_code;
50     unsigned int sr_code; /* frequency */
51     unsigned int channel_mode;
52     int lfe;
53     unsigned int bitstream_mode;
54     short last_samples[AC3_MAX_CHANNELS][256];
55     unsigned int chbwcod[AC3_MAX_CHANNELS];
56     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
57
58     /* bitrate allocation control */
59     int slow_gain_code, slow_decay_code, fast_decay_code, db_per_bit_code, floor_code;
60     AC3BitAllocParameters bit_alloc;
61     int coarse_snr_offset;
62     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];
63     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];
64     /* mantissa encoding */
65     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
66 } AC3EncodeContext;
67
68 static int16_t costab[64];
69 static int16_t sintab[64];
70 static int16_t xcos1[128];
71 static int16_t xsin1[128];
72
73 #define MDCT_NBITS 9
74 #define N         (1 << MDCT_NBITS)
75
76 /* new exponents are sent if their Norm 1 exceed this number */
77 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
78
79 static inline int16_t fix15(float a)
80 {
81     int v;
82     v = (int)(a * (float)(1 << 15));
83     if (v < -32767)
84         v = -32767;
85     else if (v > 32767)
86         v = 32767;
87     return v;
88 }
89
90 typedef struct IComplex {
91     short re,im;
92 } IComplex;
93
94 static av_cold void fft_init(int ln)
95 {
96     int i, n;
97     float alpha;
98
99     n = 1 << ln;
100
101     for(i=0;i<(n/2);i++) {
102         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
103         costab[i] = fix15(cos(alpha));
104         sintab[i] = fix15(sin(alpha));
105     }
106 }
107
108 /* butter fly op */
109 #define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
110 {\
111   int ax, ay, bx, by;\
112   bx=pre1;\
113   by=pim1;\
114   ax=qre1;\
115   ay=qim1;\
116   pre = (bx + ax) >> 1;\
117   pim = (by + ay) >> 1;\
118   qre = (bx - ax) >> 1;\
119   qim = (by - ay) >> 1;\
120 }
121
122 #define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
123 {\
124    pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;\
125    pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;\
126 }
127
128
129 /* do a 2^n point complex fft on 2^ln points. */
130 static void fft(IComplex *z, int ln)
131 {
132     int        j, l, np, np2;
133     int        nblocks, nloops;
134     register IComplex *p,*q;
135     int tmp_re, tmp_im;
136
137     np = 1 << ln;
138
139     /* reverse */
140     for(j=0;j<np;j++) {
141         int k = ff_reverse[j] >> (8 - ln);
142         if (k < j)
143             FFSWAP(IComplex, z[k], z[j]);
144     }
145
146     /* pass 0 */
147
148     p=&z[0];
149     j=(np >> 1);
150     do {
151         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
152            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
153         p+=2;
154     } while (--j != 0);
155
156     /* pass 1 */
157
158     p=&z[0];
159     j=np >> 2;
160     do {
161         BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
162            p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
163         BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
164            p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
165         p+=4;
166     } while (--j != 0);
167
168     /* pass 2 .. ln-1 */
169
170     nblocks = np >> 3;
171     nloops = 1 << 2;
172     np2 = np >> 1;
173     do {
174         p = z;
175         q = z + nloops;
176         for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
177
178             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
179                p->re, p->im, q->re, q->im);
180
181             p++;
182             q++;
183             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
184                 CMUL(tmp_re, tmp_im, costab[l], -sintab[l], q->re, q->im);
185                 BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
186                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
187                 p++;
188                 q++;
189             }
190             p += nloops;
191             q += nloops;
192         }
193         nblocks = nblocks >> 1;
194         nloops = nloops << 1;
195     } while (nblocks != 0);
196 }
197
198 /* do a 512 point mdct */
199 static void mdct512(int32_t *out, int16_t *in)
200 {
201     int i, re, im, re1, im1;
202     int16_t rot[N];
203     IComplex x[N/4];
204
205     /* shift to simplify computations */
206     for(i=0;i<N/4;i++)
207         rot[i] = -in[i + 3*N/4];
208     for(i=N/4;i<N;i++)
209         rot[i] = in[i - N/4];
210
211     /* pre rotation */
212     for(i=0;i<N/4;i++) {
213         re = ((int)rot[2*i] - (int)rot[N-1-2*i]) >> 1;
214         im = -((int)rot[N/2+2*i] - (int)rot[N/2-1-2*i]) >> 1;
215         CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -xcos1[i], xsin1[i]);
216     }
217
218     fft(x, MDCT_NBITS - 2);
219
220     /* post rotation */
221     for(i=0;i<N/4;i++) {
222         re = x[i].re;
223         im = x[i].im;
224         CMUL(re1, im1, re, im, xsin1[i], xcos1[i]);
225         out[2*i] = im1;
226         out[N/2-1-2*i] = re1;
227     }
228 }
229
230 /* XXX: use another norm ? */
231 static int calc_exp_diff(uint8_t *exp1, uint8_t *exp2, int n)
232 {
233     int sum, i;
234     sum = 0;
235     for(i=0;i<n;i++) {
236         sum += abs(exp1[i] - exp2[i]);
237     }
238     return sum;
239 }
240
241 static void compute_exp_strategy(uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
242                                  uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
243                                  int ch, int is_lfe)
244 {
245     int i, j;
246     int exp_diff;
247
248     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
249        reused in the next frame */
250     exp_strategy[0][ch] = EXP_NEW;
251     for(i=1;i<NB_BLOCKS;i++) {
252         exp_diff = calc_exp_diff(exp[i][ch], exp[i-1][ch], N/2);
253         dprintf(NULL, "exp_diff=%d\n", exp_diff);
254         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
255             exp_strategy[i][ch] = EXP_NEW;
256         else
257             exp_strategy[i][ch] = EXP_REUSE;
258     }
259     if (is_lfe)
260         return;
261
262     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
263        recoded, we use a coarse encoding */
264     i = 0;
265     while (i < NB_BLOCKS) {
266         j = i + 1;
267         while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE)
268             j++;
269         switch(j - i) {
270         case 1:
271             exp_strategy[i][ch] = EXP_D45;
272             break;
273         case 2:
274         case 3:
275             exp_strategy[i][ch] = EXP_D25;
276             break;
277         default:
278             exp_strategy[i][ch] = EXP_D15;
279             break;
280         }
281         i = j;
282     }
283 }
284
285 /* set exp[i] to min(exp[i], exp1[i]) */
286 static void exponent_min(uint8_t exp[N/2], uint8_t exp1[N/2], int n)
287 {
288     int i;
289
290     for(i=0;i<n;i++) {
291         if (exp1[i] < exp[i])
292             exp[i] = exp1[i];
293     }
294 }
295
296 /* update the exponents so that they are the ones the decoder will
297    decode. Return the number of bits used to code the exponents */
298 static int encode_exp(uint8_t encoded_exp[N/2],
299                       uint8_t exp[N/2],
300                       int nb_exps,
301                       int exp_strategy)
302 {
303     int group_size, nb_groups, i, j, k, exp_min;
304     uint8_t exp1[N/2];
305
306     switch(exp_strategy) {
307     case EXP_D15:
308         group_size = 1;
309         break;
310     case EXP_D25:
311         group_size = 2;
312         break;
313     default:
314     case EXP_D45:
315         group_size = 4;
316         break;
317     }
318     nb_groups = ((nb_exps + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size)) * 3;
319
320     /* for each group, compute the minimum exponent */
321     exp1[0] = exp[0]; /* DC exponent is handled separately */
322     k = 1;
323     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
324         exp_min = exp[k];
325         assert(exp_min >= 0 && exp_min <= 24);
326         for(j=1;j<group_size;j++) {
327             if (exp[k+j] < exp_min)
328                 exp_min = exp[k+j];
329         }
330         exp1[i] = exp_min;
331         k += group_size;
332     }
333
334     /* constraint for DC exponent */
335     if (exp1[0] > 15)
336         exp1[0] = 15;
337
338     /* Decrease the delta between each groups to within 2
339      * so that they can be differentially encoded */
340     for (i=1;i<=nb_groups;i++)
341         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i-1] + 2);
342     for (i=nb_groups-1;i>=0;i--)
343         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i+1] + 2);
344
345     /* now we have the exponent values the decoder will see */
346     encoded_exp[0] = exp1[0];
347     k = 1;
348     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
349         for(j=0;j<group_size;j++) {
350             encoded_exp[k+j] = exp1[i];
351         }
352         k += group_size;
353     }
354
355 #if defined(DEBUG)
356     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exponents: strategy=%d\n", exp_strategy);
357     for(i=0;i<=nb_groups * group_size;i++) {
358         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%d ", encoded_exp[i]);
359     }
360     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "\n");
361 #endif
362
363     return 4 + (nb_groups / 3) * 7;
364 }
365
366 /* return the size in bits taken by the mantissa */
367 static int compute_mantissa_size(AC3EncodeContext *s, uint8_t *m, int nb_coefs)
368 {
369     int bits, mant, i;
370
371     bits = 0;
372     for(i=0;i<nb_coefs;i++) {
373         mant = m[i];
374         switch(mant) {
375         case 0:
376             /* nothing */
377             break;
378         case 1:
379             /* 3 mantissa in 5 bits */
380             if (s->mant1_cnt == 0)
381                 bits += 5;
382             if (++s->mant1_cnt == 3)
383                 s->mant1_cnt = 0;
384             break;
385         case 2:
386             /* 3 mantissa in 7 bits */
387             if (s->mant2_cnt == 0)
388                 bits += 7;
389             if (++s->mant2_cnt == 3)
390                 s->mant2_cnt = 0;
391             break;
392         case 3:
393             bits += 3;
394             break;
395         case 4:
396             /* 2 mantissa in 7 bits */
397             if (s->mant4_cnt == 0)
398                 bits += 7;
399             if (++s->mant4_cnt == 2)
400                 s->mant4_cnt = 0;
401             break;
402         case 14:
403             bits += 14;
404             break;
405         case 15:
406             bits += 16;
407             break;
408         default:
409             bits += mant - 1;
410             break;
411         }
412     }
413     return bits;
414 }
415
416
417 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s,
418                               uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
419                               uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
420                               int16_t psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
421                               int16_t mask[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50])
422 {
423     int blk, ch;
424     int16_t band_psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50];
425
426     for(blk=0; blk<NB_BLOCKS; blk++) {
427         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
428             if(exp_strategy[blk][ch] == EXP_REUSE) {
429                 memcpy(psd[blk][ch], psd[blk-1][ch], (N/2)*sizeof(int16_t));
430                 memcpy(mask[blk][ch], mask[blk-1][ch], 50*sizeof(int16_t));
431             } else {
432                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(encoded_exp[blk][ch], 0,
433                                           s->nb_coefs[ch],
434                                           psd[blk][ch], band_psd[blk][ch]);
435                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, band_psd[blk][ch],
436                                            0, s->nb_coefs[ch],
437                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
438                                            ch == s->lfe_channel,
439                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
440                                            mask[blk][ch]);
441             }
442         }
443     }
444 }
445
446 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s,
447                      int16_t mask[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50],
448                      int16_t psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
449                      uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
450                      int frame_bits, int coarse_snr_offset, int fine_snr_offset)
451 {
452     int i, ch;
453     int snr_offset;
454
455     snr_offset = (((coarse_snr_offset - 15) << 4) + fine_snr_offset) << 2;
456
457     /* compute size */
458     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
459         s->mant1_cnt = 0;
460         s->mant2_cnt = 0;
461         s->mant4_cnt = 0;
462         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
463             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(mask[i][ch], psd[i][ch], 0,
464                                       s->nb_coefs[ch], snr_offset,
465                                       s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
466                                       bap[i][ch]);
467             frame_bits += compute_mantissa_size(s, bap[i][ch],
468                                                  s->nb_coefs[ch]);
469         }
470     }
471 #if 0
472     printf("csnr=%d fsnr=%d frame_bits=%d diff=%d\n",
473            coarse_snr_offset, fine_snr_offset, frame_bits,
474            16 * s->frame_size - ((frame_bits + 7) & ~7));
475 #endif
476     return 16 * s->frame_size - frame_bits;
477 }
478
479 #define SNR_INC1 4
480
481 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s,
482                                   uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
483                                   uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
484                                   uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
485                                   int frame_bits)
486 {
487     int i, ch;
488     int coarse_snr_offset, fine_snr_offset;
489     uint8_t bap1[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
490     int16_t psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
491     int16_t mask[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50];
492     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
493
494     /* init default parameters */
495     s->slow_decay_code = 2;
496     s->fast_decay_code = 1;
497     s->slow_gain_code = 1;
498     s->db_per_bit_code = 2;
499     s->floor_code = 4;
500     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
501         s->fast_gain_code[ch] = 4;
502
503     /* compute real values */
504     s->bit_alloc.sr_code = s->sr_code;
505     s->bit_alloc.sr_shift = s->sr_shift;
506     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->sr_shift;
507     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->sr_shift;
508     s->bit_alloc.slow_gain = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
509     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
510     s->bit_alloc.floor = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
511
512     /* header size */
513     frame_bits += 65;
514     // if (s->channel_mode == 2)
515     //    frame_bits += 2;
516     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
517
518     /* audio blocks */
519     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
520         frame_bits += s->nb_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
521         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
522             frame_bits++; /* rematstr */
523             if(i==0) frame_bits += 4;
524         }
525         frame_bits += 2 * s->nb_channels; /* chexpstr[2] * c */
526         if (s->lfe)
527             frame_bits++; /* lfeexpstr */
528         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
529             if (exp_strategy[i][ch] != EXP_REUSE)
530                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
531         }
532         frame_bits++; /* baie */
533         frame_bits++; /* snr */
534         frame_bits += 2; /* delta / skip */
535     }
536     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
537     /* bit alloc info */
538     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
539     /* csnroffset[6] */
540     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
541     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->nb_all_channels * (4 + 3);
542
543     /* auxdatae, crcrsv */
544     frame_bits += 2;
545
546     /* CRC */
547     frame_bits += 16;
548
549     /* calculate psd and masking curve before doing bit allocation */
550     bit_alloc_masking(s, encoded_exp, exp_strategy, psd, mask);
551
552     /* now the big work begins : do the bit allocation. Modify the snr
553        offset until we can pack everything in the requested frame size */
554
555     coarse_snr_offset = s->coarse_snr_offset;
556     while (coarse_snr_offset >= 0 &&
557            bit_alloc(s, mask, psd, bap, frame_bits, coarse_snr_offset, 0) < 0)
558         coarse_snr_offset -= SNR_INC1;
559     if (coarse_snr_offset < 0) {
560         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
561         return -1;
562     }
563     while ((coarse_snr_offset + SNR_INC1) <= 63 &&
564            bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits,
565                      coarse_snr_offset + SNR_INC1, 0) >= 0) {
566         coarse_snr_offset += SNR_INC1;
567         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
568     }
569     while ((coarse_snr_offset + 1) <= 63 &&
570            bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits, coarse_snr_offset + 1, 0) >= 0) {
571         coarse_snr_offset++;
572         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
573     }
574
575     fine_snr_offset = 0;
576     while ((fine_snr_offset + SNR_INC1) <= 15 &&
577            bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits,
578                      coarse_snr_offset, fine_snr_offset + SNR_INC1) >= 0) {
579         fine_snr_offset += SNR_INC1;
580         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
581     }
582     while ((fine_snr_offset + 1) <= 15 &&
583            bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits,
584                      coarse_snr_offset, fine_snr_offset + 1) >= 0) {
585         fine_snr_offset++;
586         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
587     }
588
589     s->coarse_snr_offset = coarse_snr_offset;
590     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
591         s->fine_snr_offset[ch] = fine_snr_offset;
592 #if defined(DEBUG_BITALLOC)
593     {
594         int j;
595
596         for(i=0;i<6;i++) {
597             for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
598                 printf("Block #%d Ch%d:\n", i, ch);
599                 printf("bap=");
600                 for(j=0;j<s->nb_coefs[ch];j++) {
601                     printf("%d ",bap[i][ch][j]);
602                 }
603                 printf("\n");
604             }
605         }
606     }
607 #endif
608     return 0;
609 }
610
611 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
612                                     int64_t *channel_layout)
613 {
614     int ch_layout;
615
616     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
617         return -1;
618     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
619         return -1;
620     ch_layout = *channel_layout;
621     if (!ch_layout)
622         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
623     if (avcodec_channel_layout_num_channels(ch_layout) != channels)
624         return -1;
625
626     s->lfe = !!(ch_layout & CH_LOW_FREQUENCY);
627     s->nb_all_channels = channels;
628     s->nb_channels = channels - s->lfe;
629     s->lfe_channel = s->lfe ? s->nb_channels : -1;
630     if (s->lfe)
631         ch_layout -= CH_LOW_FREQUENCY;
632
633     switch (ch_layout) {
634     case CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
635     case CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
636     case CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
637     case CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
638     case CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
639     case CH_LAYOUT_QUAD:
640     case CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
641     case CH_LAYOUT_5POINT0:
642     case CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
643     default:
644         return -1;
645     }
646
647     s->channel_map = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe];
648     *channel_layout = ch_layout;
649     if (s->lfe)
650         *channel_layout |= CH_LOW_FREQUENCY;
651
652     return 0;
653 }
654
655 static av_cold int AC3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
656 {
657     int freq = avctx->sample_rate;
658     int bitrate = avctx->bit_rate;
659     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
660     int i, j, ch;
661     float alpha;
662     int bw_code;
663
664     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
665
666     ac3_common_init();
667
668     if (!avctx->channel_layout) {
669         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
670                                       "encoder will guess the layout, but it "
671                                       "might be incorrect.\n");
672     }
673     if (set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout)) {
674         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
675         return -1;
676     }
677
678     /* frequency */
679     for(i=0;i<3;i++) {
680         for(j=0;j<3;j++)
681             if ((ff_ac3_sample_rate_tab[j] >> i) == freq)
682                 goto found;
683     }
684     return -1;
685  found:
686     s->sample_rate = freq;
687     s->sr_shift = i;
688     s->sr_code = j;
689     s->bitstream_id = 8 + s->sr_shift;
690     s->bitstream_mode = 0; /* complete main audio service */
691
692     /* bitrate & frame size */
693     for(i=0;i<19;i++) {
694         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->sr_shift)*1000 == bitrate)
695             break;
696     }
697     if (i == 19)
698         return -1;
699     s->bit_rate = bitrate;
700     s->frame_size_code = i << 1;
701     s->frame_size_min = ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->sr_code];
702     s->bits_written = 0;
703     s->samples_written = 0;
704     s->frame_size = s->frame_size_min;
705
706     /* bit allocation init */
707     if(avctx->cutoff) {
708         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
709         int cutoff = av_clip(avctx->cutoff, 1, s->sample_rate >> 1);
710         int fbw_coeffs = cutoff * 512 / s->sample_rate;
711         bw_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
712     } else {
713         /* use default bandwidth setting */
714         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
715            size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
716         bw_code = 50;
717     }
718     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
719         /* bandwidth for each channel */
720         s->chbwcod[ch] = bw_code;
721         s->nb_coefs[ch] = bw_code * 3 + 73;
722     }
723     if (s->lfe) {
724         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* fixed */
725     }
726     /* initial snr offset */
727     s->coarse_snr_offset = 40;
728
729     /* mdct init */
730     fft_init(MDCT_NBITS - 2);
731     for(i=0;i<N/4;i++) {
732         alpha = 2 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / (float)N;
733         xcos1[i] = fix15(-cos(alpha));
734         xsin1[i] = fix15(-sin(alpha));
735     }
736
737     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
738     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
739
740     return 0;
741 }
742
743 /* output the AC-3 frame header */
744 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
745 {
746     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
747
748     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77); /* frame header */
749     put_bits(&s->pb, 16, 0); /* crc1: will be filled later */
750     put_bits(&s->pb, 2, s->sr_code);
751     put_bits(&s->pb, 6, s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min));
752     put_bits(&s->pb, 5, s->bitstream_id);
753     put_bits(&s->pb, 3, s->bitstream_mode);
754     put_bits(&s->pb, 3, s->channel_mode);
755     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
756         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -4.5 dB */
757     if (s->channel_mode & 0x04)
758         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -6 dB */
759     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
760         put_bits(&s->pb, 2, 0); /* surround not indicated */
761     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe); /* LFE */
762     put_bits(&s->pb, 5, 31); /* dialog norm: -31 db */
763     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no compression control word */
764     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no lang code */
765     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no audio production info */
766     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no copyright */
767     put_bits(&s->pb, 1, 1); /* original bitstream */
768     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 1 */
769     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 2 */
770     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no additional bit stream info */
771 }
772
773 /* symetric quantization on 'levels' levels */
774 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
775 {
776     int v;
777
778     if (c >= 0) {
779         v = (levels * (c << e)) >> 24;
780         v = (v + 1) >> 1;
781         v = (levels >> 1) + v;
782     } else {
783         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
784         v = (v + 1) >> 1;
785         v = (levels >> 1) - v;
786     }
787     assert (v >= 0 && v < levels);
788     return v;
789 }
790
791 /* asymetric quantization on 2^qbits levels */
792 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
793 {
794     int lshift, m, v;
795
796     lshift = e + qbits - 24;
797     if (lshift >= 0)
798         v = c << lshift;
799     else
800         v = c >> (-lshift);
801     /* rounding */
802     v = (v + 1) >> 1;
803     m = (1 << (qbits-1));
804     if (v >= m)
805         v = m - 1;
806     assert(v >= -m);
807     return v & ((1 << qbits)-1);
808 }
809
810 /* Output one audio block. There are NB_BLOCKS audio blocks in one AC-3
811    frame */
812 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
813                                uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS],
814                                uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
815                                uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
816                                int32_t mdct_coefs[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
817                                int8_t global_exp[AC3_MAX_CHANNELS],
818                                int block_num)
819 {
820     int ch, nb_groups, group_size, i, baie, rbnd;
821     uint8_t *p;
822     uint16_t qmant[AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
823     int exp0, exp1;
824     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
825     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr;
826     int delta0, delta1, delta2;
827
828     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
829         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* 512 point MDCT */
830     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
831         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* no dither */
832     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no dynamic range */
833     if (block_num == 0) {
834         /* for block 0, even if no coupling, we must say it. This is a
835            waste of bit :-) */
836         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
837         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
838     } else {
839         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
840     }
841
842     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
843       {
844         if(block_num==0)
845           {
846             /* first block must define rematrixing (rematstr)  */
847             put_bits(&s->pb, 1, 1);
848
849             /* dummy rematrixing rematflg(1:4)=0 */
850             for (rbnd=0;rbnd<4;rbnd++)
851               put_bits(&s->pb, 1, 0);
852           }
853         else
854           {
855             /* no matrixing (but should be used in the future) */
856             put_bits(&s->pb, 1, 0);
857           }
858       }
859
860 #if defined(DEBUG)
861     {
862       static int count = 0;
863       av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Block #%d (%d)\n", block_num, count++);
864     }
865 #endif
866     /* exponent strategy */
867     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
868         put_bits(&s->pb, 2, exp_strategy[ch]);
869     }
870
871     if (s->lfe) {
872         put_bits(&s->pb, 1, exp_strategy[s->lfe_channel]);
873     }
874
875     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
876         if (exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
877             put_bits(&s->pb, 6, s->chbwcod[ch]);
878     }
879
880     /* exponents */
881     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
882         switch(exp_strategy[ch]) {
883         case EXP_REUSE:
884             continue;
885         case EXP_D15:
886             group_size = 1;
887             break;
888         case EXP_D25:
889             group_size = 2;
890             break;
891         default:
892         case EXP_D45:
893             group_size = 4;
894             break;
895         }
896         nb_groups = (s->nb_coefs[ch] + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size);
897         p = encoded_exp[ch];
898
899         /* first exponent */
900         exp1 = *p++;
901         put_bits(&s->pb, 4, exp1);
902
903         /* next ones are delta encoded */
904         for(i=0;i<nb_groups;i++) {
905             /* merge three delta in one code */
906             exp0 = exp1;
907             exp1 = p[0];
908             p += group_size;
909             delta0 = exp1 - exp0 + 2;
910
911             exp0 = exp1;
912             exp1 = p[0];
913             p += group_size;
914             delta1 = exp1 - exp0 + 2;
915
916             exp0 = exp1;
917             exp1 = p[0];
918             p += group_size;
919             delta2 = exp1 - exp0 + 2;
920
921             put_bits(&s->pb, 7, ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2);
922         }
923
924         if (ch != s->lfe_channel)
925             put_bits(&s->pb, 2, 0); /* no gain range info */
926     }
927
928     /* bit allocation info */
929     baie = (block_num == 0);
930     put_bits(&s->pb, 1, baie);
931     if (baie) {
932         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
933         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
934         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
935         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
936         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
937     }
938
939     /* snr offset */
940     put_bits(&s->pb, 1, baie); /* always present with bai */
941     if (baie) {
942         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
943         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
944             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
945             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
946         }
947     }
948
949     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
950     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
951
952     /* mantissa encoding : we use two passes to handle the grouping. A
953        one pass method may be faster, but it would necessitate to
954        modify the output stream. */
955
956     /* first pass: quantize */
957     mant1_cnt = mant2_cnt = mant4_cnt = 0;
958     qmant1_ptr = qmant2_ptr = qmant4_ptr = NULL;
959
960     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
961         int b, c, e, v;
962
963         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
964             c = mdct_coefs[ch][i];
965             e = encoded_exp[ch][i] - global_exp[ch];
966             b = bap[ch][i];
967             switch(b) {
968             case 0:
969                 v = 0;
970                 break;
971             case 1:
972                 v = sym_quant(c, e, 3);
973                 switch(mant1_cnt) {
974                 case 0:
975                     qmant1_ptr = &qmant[ch][i];
976                     v = 9 * v;
977                     mant1_cnt = 1;
978                     break;
979                 case 1:
980                     *qmant1_ptr += 3 * v;
981                     mant1_cnt = 2;
982                     v = 128;
983                     break;
984                 default:
985                     *qmant1_ptr += v;
986                     mant1_cnt = 0;
987                     v = 128;
988                     break;
989                 }
990                 break;
991             case 2:
992                 v = sym_quant(c, e, 5);
993                 switch(mant2_cnt) {
994                 case 0:
995                     qmant2_ptr = &qmant[ch][i];
996                     v = 25 * v;
997                     mant2_cnt = 1;
998                     break;
999                 case 1:
1000                     *qmant2_ptr += 5 * v;
1001                     mant2_cnt = 2;
1002                     v = 128;
1003                     break;
1004                 default:
1005                     *qmant2_ptr += v;
1006                     mant2_cnt = 0;
1007                     v = 128;
1008                     break;
1009                 }
1010                 break;
1011             case 3:
1012                 v = sym_quant(c, e, 7);
1013                 break;
1014             case 4:
1015                 v = sym_quant(c, e, 11);
1016                 switch(mant4_cnt) {
1017                 case 0:
1018                     qmant4_ptr = &qmant[ch][i];
1019                     v = 11 * v;
1020                     mant4_cnt = 1;
1021                     break;
1022                 default:
1023                     *qmant4_ptr += v;
1024                     mant4_cnt = 0;
1025                     v = 128;
1026                     break;
1027                 }
1028                 break;
1029             case 5:
1030                 v = sym_quant(c, e, 15);
1031                 break;
1032             case 14:
1033                 v = asym_quant(c, e, 14);
1034                 break;
1035             case 15:
1036                 v = asym_quant(c, e, 16);
1037                 break;
1038             default:
1039                 v = asym_quant(c, e, b - 1);
1040                 break;
1041             }
1042             qmant[ch][i] = v;
1043         }
1044     }
1045
1046     /* second pass : output the values */
1047     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1048         int b, q;
1049
1050         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1051             q = qmant[ch][i];
1052             b = bap[ch][i];
1053             switch(b) {
1054             case 0:
1055                 break;
1056             case 1:
1057                 if (q != 128)
1058                     put_bits(&s->pb, 5, q);
1059                 break;
1060             case 2:
1061                 if (q != 128)
1062                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1063                 break;
1064             case 3:
1065                 put_bits(&s->pb, 3, q);
1066                 break;
1067             case 4:
1068                 if (q != 128)
1069                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1070                 break;
1071             case 14:
1072                 put_bits(&s->pb, 14, q);
1073                 break;
1074             case 15:
1075                 put_bits(&s->pb, 16, q);
1076                 break;
1077             default:
1078                 put_bits(&s->pb, b - 1, q);
1079                 break;
1080             }
1081         }
1082     }
1083 }
1084
1085 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1086
1087 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1088 {
1089     unsigned int c;
1090
1091     c = 0;
1092     while (a) {
1093         if (a & 1)
1094             c ^= b;
1095         a = a >> 1;
1096         b = b << 1;
1097         if (b & (1 << 16))
1098             b ^= poly;
1099     }
1100     return c;
1101 }
1102
1103 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1104 {
1105     unsigned int r;
1106     r = 1;
1107     while (n) {
1108         if (n & 1)
1109             r = mul_poly(r, a, poly);
1110         a = mul_poly(a, a, poly);
1111         n >>= 1;
1112     }
1113     return r;
1114 }
1115
1116
1117 /* compute log2(max(abs(tab[]))) */
1118 static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
1119 {
1120     int i, v;
1121
1122     v = 0;
1123     for(i=0;i<n;i++) {
1124         v |= abs(tab[i]);
1125     }
1126     return av_log2(v);
1127 }
1128
1129 static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
1130 {
1131     int i;
1132
1133     if (lshift > 0) {
1134         for(i=0;i<n;i++) {
1135             tab[i] <<= lshift;
1136         }
1137     } else if (lshift < 0) {
1138         lshift = -lshift;
1139         for(i=0;i<n;i++) {
1140             tab[i] >>= lshift;
1141         }
1142     }
1143 }
1144
1145 /* fill the end of the frame and compute the two crcs */
1146 static int output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1147 {
1148     int frame_size, frame_size_58, n, crc1, crc2, crc_inv;
1149     uint8_t *frame;
1150
1151     frame_size = s->frame_size; /* frame size in words */
1152     /* align to 8 bits */
1153     flush_put_bits(&s->pb);
1154     /* add zero bytes to reach the frame size */
1155     frame = s->pb.buf;
1156     n = 2 * s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1157     assert(n >= 0);
1158     if(n>0)
1159       memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, n);
1160
1161     /* Now we must compute both crcs : this is not so easy for crc1
1162        because it is at the beginning of the data... */
1163     frame_size_58 = (frame_size >> 1) + (frame_size >> 3);
1164     crc1 = bswap_16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
1165                            frame + 4, 2 * frame_size_58 - 4));
1166     /* XXX: could precompute crc_inv */
1167     crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (16 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1168     crc1 = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1169     AV_WB16(frame+2,crc1);
1170
1171     crc2 = bswap_16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
1172                            frame + 2 * frame_size_58,
1173                            (frame_size - frame_size_58) * 2 - 2));
1174     AV_WB16(frame+2*frame_size-2,crc2);
1175
1176     //    printf("n=%d frame_size=%d\n", n, frame_size);
1177     return frame_size * 2;
1178 }
1179
1180 static int AC3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
1181                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
1182 {
1183     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1184     int16_t *samples = data;
1185     int i, j, k, v, ch;
1186     int16_t input_samples[N];
1187     int32_t mdct_coef[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1188     uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1189     uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1190     uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1191     uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1192     int8_t exp_samples[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1193     int frame_bits;
1194
1195     frame_bits = 0;
1196     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1197         int ich = s->channel_map[ch];
1198         /* fixed mdct to the six sub blocks & exponent computation */
1199         for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1200             int16_t *sptr;
1201             int sinc;
1202
1203             /* compute input samples */
1204             memcpy(input_samples, s->last_samples[ich], N/2 * sizeof(int16_t));
1205             sinc = s->nb_all_channels;
1206             sptr = samples + (sinc * (N/2) * i) + ich;
1207             for(j=0;j<N/2;j++) {
1208                 v = *sptr;
1209                 input_samples[j + N/2] = v;
1210                 s->last_samples[ich][j] = v;
1211                 sptr += sinc;
1212             }
1213
1214             /* apply the MDCT window */
1215             for(j=0;j<N/2;j++) {
1216                 input_samples[j] = MUL16(input_samples[j],
1217                                          ff_ac3_window[j]) >> 15;
1218                 input_samples[N-j-1] = MUL16(input_samples[N-j-1],
1219                                              ff_ac3_window[j]) >> 15;
1220             }
1221
1222             /* Normalize the samples to use the maximum available
1223                precision */
1224             v = 14 - log2_tab(input_samples, N);
1225             if (v < 0)
1226                 v = 0;
1227             exp_samples[i][ch] = v - 9;
1228             lshift_tab(input_samples, N, v);
1229
1230             /* do the MDCT */
1231             mdct512(mdct_coef[i][ch], input_samples);
1232
1233             /* compute "exponents". We take into account the
1234                normalization there */
1235             for(j=0;j<N/2;j++) {
1236                 int e;
1237                 v = abs(mdct_coef[i][ch][j]);
1238                 if (v == 0)
1239                     e = 24;
1240                 else {
1241                     e = 23 - av_log2(v) + exp_samples[i][ch];
1242                     if (e >= 24) {
1243                         e = 24;
1244                         mdct_coef[i][ch][j] = 0;
1245                     }
1246                 }
1247                 exp[i][ch][j] = e;
1248             }
1249         }
1250
1251         compute_exp_strategy(exp_strategy, exp, ch, ch == s->lfe_channel);
1252
1253         /* compute the exponents as the decoder will see them. The
1254            EXP_REUSE case must be handled carefully : we select the
1255            min of the exponents */
1256         i = 0;
1257         while (i < NB_BLOCKS) {
1258             j = i + 1;
1259             while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE) {
1260                 exponent_min(exp[i][ch], exp[j][ch], s->nb_coefs[ch]);
1261                 j++;
1262             }
1263             frame_bits += encode_exp(encoded_exp[i][ch],
1264                                      exp[i][ch], s->nb_coefs[ch],
1265                                      exp_strategy[i][ch]);
1266             /* copy encoded exponents for reuse case */
1267             for(k=i+1;k<j;k++) {
1268                 memcpy(encoded_exp[k][ch], encoded_exp[i][ch],
1269                        s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
1270             }
1271             i = j;
1272         }
1273     }
1274
1275     /* adjust for fractional frame sizes */
1276     while(s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
1277         s->bits_written -= s->bit_rate;
1278         s->samples_written -= s->sample_rate;
1279     }
1280     s->frame_size = s->frame_size_min + (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
1281     s->bits_written += s->frame_size * 16;
1282     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
1283
1284     compute_bit_allocation(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits);
1285     /* everything is known... let's output the frame */
1286     output_frame_header(s, frame);
1287
1288     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1289         output_audio_block(s, exp_strategy[i], encoded_exp[i],
1290                            bap[i], mdct_coef[i], exp_samples[i], i);
1291     }
1292     return output_frame_end(s);
1293 }
1294
1295 static av_cold int AC3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1296 {
1297     av_freep(&avctx->coded_frame);
1298     return 0;
1299 }
1300
1301 #if 0
1302 /*************************************************************************/
1303 /* TEST */
1304
1305 #undef random
1306 #define FN (N/4)
1307
1308 void fft_test(void)
1309 {
1310     IComplex in[FN], in1[FN];
1311     int k, n, i;
1312     float sum_re, sum_im, a;
1313
1314     /* FFT test */
1315
1316     for(i=0;i<FN;i++) {
1317         in[i].re = random() % 65535 - 32767;
1318         in[i].im = random() % 65535 - 32767;
1319         in1[i] = in[i];
1320     }
1321     fft(in, 7);
1322
1323     /* do it by hand */
1324     for(k=0;k<FN;k++) {
1325         sum_re = 0;
1326         sum_im = 0;
1327         for(n=0;n<FN;n++) {
1328             a = -2 * M_PI * (n * k) / FN;
1329             sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a);
1330             sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a);
1331         }
1332         printf("%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
1333                k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN);
1334     }
1335 }
1336
1337 void mdct_test(void)
1338 {
1339     int16_t input[N];
1340     int32_t output[N/2];
1341     float input1[N];
1342     float output1[N/2];
1343     float s, a, err, e, emax;
1344     int i, k, n;
1345
1346     for(i=0;i<N;i++) {
1347         input[i] = (random() % 65535 - 32767) * 9 / 10;
1348         input1[i] = input[i];
1349     }
1350
1351     mdct512(output, input);
1352
1353     /* do it by hand */
1354     for(k=0;k<N/2;k++) {
1355         s = 0;
1356         for(n=0;n<N;n++) {
1357             a = (2*M_PI*(2*n+1+N/2)*(2*k+1) / (4 * N));
1358             s += input1[n] * cos(a);
1359         }
1360         output1[k] = -2 * s / N;
1361     }
1362
1363     err = 0;
1364     emax = 0;
1365     for(i=0;i<N/2;i++) {
1366         printf("%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
1367         e = output[i] - output1[i];
1368         if (e > emax)
1369             emax = e;
1370         err += e * e;
1371     }
1372     printf("err2=%f emax=%f\n", err / (N/2), emax);
1373 }
1374
1375 void test_ac3(void)
1376 {
1377     AC3EncodeContext ctx;
1378     unsigned char frame[AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE];
1379     short samples[AC3_FRAME_SIZE];
1380     int ret, i;
1381
1382     AC3_encode_init(&ctx, 44100, 64000, 1);
1383
1384     fft_test();
1385     mdct_test();
1386
1387     for(i=0;i<AC3_FRAME_SIZE;i++)
1388         samples[i] = (int)(sin(2*M_PI*i*1000.0/44100) * 10000);
1389     ret = AC3_encode_frame(&ctx, frame, samples);
1390     printf("ret=%d\n", ret);
1391 }
1392 #endif
1393
1394 AVCodec ac3_encoder = {
1395     "ac3",
1396     CODEC_TYPE_AUDIO,
1397     CODEC_ID_AC3,
1398     sizeof(AC3EncodeContext),
1399     AC3_encode_init,
1400     AC3_encode_frame,
1401     AC3_encode_close,
1402     NULL,
1403     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
1404     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1405     .channel_layouts = (int64_t[]){
1406         CH_LAYOUT_MONO,
1407         CH_LAYOUT_STEREO,
1408         CH_LAYOUT_2_1,
1409         CH_LAYOUT_SURROUND,
1410         CH_LAYOUT_2_2,
1411         CH_LAYOUT_QUAD,
1412         CH_LAYOUT_4POINT0,
1413         CH_LAYOUT_5POINT0,
1414         CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
1415        (CH_LAYOUT_MONO     | CH_LOW_FREQUENCY),
1416        (CH_LAYOUT_STEREO   | CH_LOW_FREQUENCY),
1417        (CH_LAYOUT_2_1      | CH_LOW_FREQUENCY),
1418        (CH_LAYOUT_SURROUND | CH_LOW_FREQUENCY),
1419        (CH_LAYOUT_2_2      | CH_LOW_FREQUENCY),
1420        (CH_LAYOUT_QUAD     | CH_LOW_FREQUENCY),
1421        (CH_LAYOUT_4POINT0  | CH_LOW_FREQUENCY),
1422         CH_LAYOUT_5POINT1,
1423         CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
1424         0 },
1425 };