libavcodec/vorbis_enc.c

   1 /*
   2  * copyright (c) 2006 Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
   3  *
   4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18
  19 /**
  20  * @file vorbis_enc.c
  21  * Native Vorbis encoder.
  22  * @author Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
  23  */
  24
  25 #include "avcodec.h"
  26
  27 #define BITSTREAM_H // don't include this
  28 typedef int VLC;
  29 typedef int GetBitContext;
  30 #include "vorbis.h"
  31
  32 #undef NDEBUG
  33 #include <assert.h>
  34
  35 //#define ALT_BITSTREAM_WRITER
  36 //#include "bitstream.h"
  37
  38 typedef struct {
  39     int len;
  40     uint32_t codeword;
  41 } cb_entry_t;
  42
  43 typedef struct {
  44     int nentries;
  45     cb_entry_t * entries;
  46     int ndimentions;
  47     float min;
  48     float delta;
  49     int seq_p;
  50     int lookup;
  51     int * quantlist;
  52     float * dimentions;
  53 } codebook_t;
  54
  55 typedef struct {
  56     int dim;
  57     int subclass;
  58     int masterbook;
  59     int * books;
  60 } floor_class_t;
  61
  62 typedef struct {
  63     int x;
  64     int low;
  65     int high;
  66     int sort;
  67 } floor_entry_t;
  68
  69 typedef struct {
  70     int partitions;
  71     int * partition_to_class;
  72     int nclasses;
  73     floor_class_t * classes;
  74     int multiplier;
  75     int rangebits;
  76     int values;
  77     floor_entry_t * list;
  78 } floor_t;
  79
  80 typedef struct {
  81     int type;
  82     int begin;
  83     int end;
  84     int partition_size;
  85     int classifications;
  86     int classbook;
  87     int (*books)[8];
  88 } residue_t;
  89
  90 typedef struct {
  91     int submaps;
  92     int * mux;
  93     int * floor;
  94     int * residue;
  95     int coupling_steps;
  96     int * magnitude;
  97     int * angle;
  98 } mapping_t;
  99
 100 typedef struct {
 101     int blockflag;
 102     int mapping;
 103 } vorbis_mode_t;
 104
 105 typedef struct {
 106     int channels;
 107     int sample_rate;
 108     int blocksize[2]; // in (1<<n) format
 109     MDCTContext mdct[2];
 110     const float * win[2];
 111     int have_saved;
 112     float * saved;
 113     float * samples;
 114     float * floor; // also used for tmp values for mdct
 115     float * coeffs; // also used for residue after floor
 116
 117     int ncodebooks;
 118     codebook_t * codebooks;
 119
 120     int nfloors;
 121     floor_t * floors;
 122
 123     int nresidues;
 124     residue_t * residues;
 125
 126     int nmappings;
 127     mapping_t * mappings;
 128
 129     int nmodes;
 130     vorbis_mode_t * modes;
 131 } venc_context_t;
 132
 133 typedef struct {
 134     int total;
 135     int total_pos;
 136     int pos;
 137     uint8_t * buf_ptr;
 138 } PutBitContext;
 139
 140 #define ilog(i) av_log2(2*(i))
 141
 142 static inline void init_put_bits(PutBitContext * pb, uint8_t * buf, int buffer_len) {
 143     pb->total = buffer_len * 8;
 144     pb->total_pos = 0;
 145     pb->pos = 0;
 146     pb->buf_ptr = buf;
 147 }
 148
 149 static void put_bits(PutBitContext * pb, int bits, uint64_t val) {
 150     if ((pb->total_pos += bits) >= pb->total) return;
 151     if (!bits) return;
 152     if (pb->pos) {
 153         if (pb->pos > bits) {
 154             *pb->buf_ptr |= val << (8 - pb->pos);
 155             pb->pos -= bits;
 156             bits = 0;
 157         } else {
 158             *pb->buf_ptr++ |= (val << (8 - pb->pos)) & 0xFF;
 159             val >>= pb->pos;
 160             bits -= pb->pos;
 161             pb->pos = 0;
 162         }
 163     }
 164     for (; bits >= 8; bits -= 8) {
 165         *pb->buf_ptr++ = val & 0xFF;
 166         val >>= 8;
 167     }
 168     if (bits) {
 169         *pb->buf_ptr = val;
 170         pb->pos = 8 - bits;
 171     }
 172 }
 173
 174 static inline void flush_put_bits(PutBitContext * pb) {
 175 }
 176
 177 static inline int put_bits_count(PutBitContext * pb) {
 178     return pb->total_pos;
 179 }
 180
 181 static int cb_lookup_vals(int lookup, int dimentions, int entries) {
 182     if (lookup == 1) {
 183         int tmp, i;
 184         for (tmp = 0; ; tmp++) {
 185                 int n = 1;
 186                 for (i = 0; i < dimentions; i++) n *= tmp;
 187                 if (n > entries) break;
 188         }
 189         return tmp - 1;
 190     } else if (lookup == 2) return dimentions * entries;
 191     return 0;
 192 }
 193
 194 static void ready_codebook(codebook_t * cb) {
 195     int h[33] = { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 };
 196     int i;
 197
 198     for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 199         cb_entry_t * e = &cb->entries[i];
 200         int j = 0;
 201         if (h[0]) h[0] = 0;
 202         else {
 203             for (j = e->len; j; j--)
 204                 if (h[j]) break;
 205             assert(j);
 206         }
 207         e->codeword = h[j];
 208         h[j] = 0;
 209         for (j++; j <= e->len; j++) h[j] = e->codeword | (1 << (j - 1));
 210     }
 211     for (i = 0; i < 33; i++) assert(!h[i]);
 212
 213     if (!cb->lookup) cb->dimentions = NULL;
 214     else {
 215         int vals = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries);
 216         cb->dimentions = av_malloc(sizeof(float) * cb->nentries * cb->ndimentions);
 217         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 218             float last = 0;
 219             int j;
 220             int div = 1;
 221             for (j = 0; j < cb->ndimentions; j++) {
 222                 int off;
 223                 if (cb->lookup == 1) off = (i / div) % vals; // lookup type 1
 224                 else off = i * cb->ndimentions + j; // lookup type 2
 225
 226                 cb->dimentions[i * cb->ndimentions + j] = last + cb->min + cb->quantlist[off] * cb->delta;
 227                 if (cb->seq_p) last = cb->dimentions[i * cb->ndimentions + j];
 228                 div *= vals;
 229             }
 230         }
 231     }
 232
 233 }
 234
 235 static void ready_floor(floor_t * fc) {
 236     int i;
 237     fc->list[0].sort = 0;
 238     fc->list[1].sort = 1;
 239     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 240         int j;
 241         fc->list[i].low = 0;
 242         fc->list[i].high = 1;
 243         fc->list[i].sort = i;
 244         for (j = 2; j < i; j++) {
 245             int tmp = fc->list[j].x;
 246             if (tmp < fc->list[i].x) {
 247                 if (tmp > fc->list[fc->list[i].low].x) fc->list[i].low = j;
 248             } else {
 249                 if (tmp < fc->list[fc->list[i].high].x) fc->list[i].high = j;
 250             }
 251         }
 252     }
 253     for (i = 0; i < fc->values - 1; i++) {
 254         int j;
 255         for (j = i + 1; j < fc->values; j++) {
 256             if (fc->list[fc->list[i].sort].x > fc->list[fc->list[j].sort].x) {
 257                 int tmp = fc->list[i].sort;
 258                 fc->list[i].sort = fc->list[j].sort;
 259                 fc->list[j].sort = tmp;
 260             }
 261         }
 262     }
 263 }
 264
 265 static void create_vorbis_context(venc_context_t * venc, AVCodecContext * avccontext) {
 266     codebook_t * cb;
 267     floor_t * fc;
 268     residue_t * rc;
 269     mapping_t * mc;
 270     int i, book;
 271
 272     venc->channels = avccontext->channels;
 273     venc->sample_rate = avccontext->sample_rate;
 274     venc->blocksize[0] = venc->blocksize[1] = 9;
 275
 276     venc->ncodebooks = 10;
 277     venc->codebooks = av_malloc(sizeof(codebook_t) * venc->ncodebooks);
 278
 279     // codebook 0 - floor1 book, values 0..255
 280     cb = &venc->codebooks[0];
 281     cb->nentries = 512;
 282     cb->entries = av_malloc(sizeof(cb_entry_t) * cb->nentries);
 283     for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->entries[i].len = 9;
 284     cb->ndimentions = 0;
 285     cb->min = 0.;
 286     cb->delta = 0.;
 287     cb->seq_p = 0;
 288     cb->lookup = 0;
 289     cb->quantlist = NULL;
 290     ready_codebook(cb);
 291
 292     // codebook 1 - residue classbook, values 0..1, dimentions 4
 293     cb = &venc->codebooks[1];
 294     cb->nentries = 2;
 295     cb->entries = av_malloc(sizeof(cb_entry_t) * cb->nentries);
 296     for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->entries[i].len = 1;
 297     cb->ndimentions = 4;
 298     cb->min = 0.;
 299     cb->delta = 0.;
 300     cb->seq_p = 0;
 301     cb->lookup = 0;
 302     cb->quantlist = NULL;
 303     ready_codebook(cb);
 304
 305     // codebook 2..9 - vector, for the residue, values -32767..32767, dimentions 1
 306     for (book = 0; book < 8; book++) {
 307         cb = &venc->codebooks[2 + book];
 308         cb->nentries = 5;
 309         cb->entries = av_malloc(sizeof(cb_entry_t) * cb->nentries);
 310         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->entries[i].len = i == 2 ? 1 : 3;
 311         cb->ndimentions = 1;
 312         cb->delta = 1 << ((7 - book) * 2);
 313         cb->min = -cb->delta*2;
 314         cb->seq_p = 0;
 315         cb->lookup = 1;
 316         cb->quantlist = av_malloc(sizeof(int) * cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries));
 317         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->quantlist[i] = i;
 318         ready_codebook(cb);
 319     }
 320
 321     venc->nfloors = 1;
 322     venc->floors = av_malloc(sizeof(floor_t) * venc->nfloors);
 323
 324     // just 1 floor
 325     fc = &venc->floors[0];
 326     fc->partitions = 3;
 327     fc->partition_to_class = av_malloc(sizeof(int) * fc->partitions);
 328     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) fc->partition_to_class[i] = 0;
 329     fc->nclasses = 1;
 330     fc->classes = av_malloc(sizeof(floor_class_t) * fc->nclasses);
 331     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 332         floor_class_t * c = &fc->classes[i];
 333         int j, books;
 334         c->dim = 2;
 335         c->subclass = 0;
 336         c->masterbook = 0;
 337         books = (1 << c->subclass);
 338         c->books = av_malloc(sizeof(int) * books);
 339         for (j = 0; j < books; j++) c->books[j] = 0;
 340     }
 341     fc->multiplier = 1;
 342     fc->rangebits = venc->blocksize[0] - 1;
 343
 344     fc->values = 2;
 345     for (i = 0; i < fc->partitions; i++)
 346         fc->values += fc->classes[fc->partition_to_class[i]].dim;
 347
 348     fc->list = av_malloc(sizeof(floor_entry_t) * fc->values);
 349     fc->list[0].x = 0;
 350     fc->list[1].x = 1 << fc->rangebits;
 351     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 352         /*int a = i - 1;
 353         int g = ilog(a);
 354         assert(g <= fc->rangebits);
 355         a ^= 1 << (g-1);
 356         g = 1 << (fc->rangebits - g);
 357         fc->list[i].x = g + a*2*g;*/
 358         int a[] = {14, 4, 58, 2, 8, 28, 90};
 359         fc->list[i].x = a[i - 2];
 360     }
 361     ready_floor(fc);
 362
 363     venc->nresidues = 1;
 364     venc->residues = av_malloc(sizeof(residue_t) * venc->nresidues);
 365
 366     // single residue
 367     rc = &venc->residues[0];
 368     rc->type = 0;
 369     rc->begin = 0;
 370     rc->end = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 371     rc->partition_size = 64;
 372     rc->classifications = 2;
 373     rc->classbook = 1;
 374     rc->books = av_malloc(sizeof(int[8]) * rc->classifications);
 375     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 376         int j;
 377         for (j = 0; j < 8; j++) rc->books[i][j] = 2 + j;
 378         rc->books[i][0] = rc->books[i][1] = rc->books[i][2] = rc->books[i][3] = -1;
 379     }
 380
 381     venc->nmappings = 1;
 382     venc->mappings = av_malloc(sizeof(mapping_t) * venc->nmappings);
 383
 384     // single mapping
 385     mc = &venc->mappings[0];
 386     mc->submaps = 1;
 387     mc->mux = av_malloc(sizeof(int) * venc->channels);
 388     for (i = 0; i < venc->channels; i++) mc->mux[i] = 0;
 389     mc->floor = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 390     mc->residue = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 391     for (i = 0; i < mc->submaps; i++) {
 392         mc->floor[i] = 0;
 393         mc->residue[i] = 0;
 394     }
 395     mc->coupling_steps = venc->channels == 2 ? 1 : 0;
 396     mc->magnitude = av_malloc(sizeof(int) * mc->coupling_steps);
 397     mc->angle = av_malloc(sizeof(int) * mc->coupling_steps);
 398     if (mc->coupling_steps) {
 399         mc->magnitude[0] = 0;
 400         mc->angle[0] = 1;
 401     }
 402
 403     venc->nmodes = 1;
 404     venc->modes = av_malloc(sizeof(vorbis_mode_t) * venc->nmodes);
 405
 406     // single mode
 407     venc->modes[0].blockflag = 0;
 408     venc->modes[0].mapping = 0;
 409
 410     venc->have_saved = 0;
 411     venc->saved = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 412     venc->samples = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]));
 413     venc->floor = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 414     venc->coeffs = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 415
 416     {
 417         const float *vwin[8]={ vwin64, vwin128, vwin256, vwin512, vwin1024, vwin2048, vwin4096, vwin8192 };
 418         venc->win[0] = vwin[venc->blocksize[0] - 6];
 419         venc->win[1] = vwin[venc->blocksize[1] - 6];
 420     }
 421
 422     ff_mdct_init(&venc->mdct[0], venc->blocksize[0], 0);
 423     ff_mdct_init(&venc->mdct[1], venc->blocksize[1], 0);
 424 }
 425
 426 static void put_float(PutBitContext * pb, float f) {
 427     int exp, mant;
 428     uint32_t res = 0;
 429     mant = (int)ldexp(frexp(f, &exp), 20);
 430     exp += 788 - 20;
 431     if (mant < 0) { res |= (1 << 31); mant = -mant; }
 432     res |= mant | (exp << 21);
 433     put_bits(pb, 32, res);
 434 }
 435
 436 static void put_codebook_header(PutBitContext * pb, codebook_t * cb) {
 437     int i;
 438     int ordered = 0;
 439
 440     put_bits(pb, 24, 0x564342); //magic
 441     put_bits(pb, 16, cb->ndimentions);
 442     put_bits(pb, 24, cb->nentries);
 443
 444     for (i = 1; i < cb->nentries; i++) if (cb->entries[i].len < cb->entries[i-1].len) break;
 445     if (i == cb->nentries) ordered = 1;
 446
 447     put_bits(pb, 1, ordered);
 448     if (ordered) {
 449         int len = cb->entries[0].len;
 450         put_bits(pb, 5, len - 1);
 451         i = 0;
 452         while (i < cb->nentries) {
 453             int j;
 454             for (j = 0; j+i < cb->nentries; j++) if (cb->entries[j+i].len != len) break;
 455             put_bits(pb, ilog(cb->nentries - i), j);
 456             i += j;
 457             len++;
 458         }
 459     } else {
 460         int sparse = 0;
 461         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) if (!cb->entries[i].len) break;
 462         if (i != cb->nentries) sparse = 1;
 463         put_bits(pb, 1, sparse);
 464
 465         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 466             if (sparse) put_bits(pb, 1, !!cb->entries[i].len);
 467             if (cb->entries[i].len) put_bits(pb, 5, cb->entries[i].len - 1);
 468         }
 469     }
 470
 471     put_bits(pb, 4, cb->lookup);
 472     if (cb->lookup) {
 473         int tmp = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries);
 474         int bits = ilog(cb->quantlist[0]);
 475
 476         for (i = 1; i < tmp; i++) bits = FFMAX(bits, ilog(cb->quantlist[i]));
 477
 478         put_float(pb, cb->min);
 479         put_float(pb, cb->delta);
 480
 481         put_bits(pb, 4, bits - 1);
 482         put_bits(pb, 1, cb->seq_p);
 483
 484         for (i = 0; i < tmp; i++) put_bits(pb, bits, cb->quantlist[i]);
 485     }
 486 }
 487
 488 static void put_floor_header(PutBitContext * pb, floor_t * fc) {
 489     int i;
 490
 491     put_bits(pb, 16, 1); // type, only floor1 is supported
 492
 493     put_bits(pb, 5, fc->partitions);
 494
 495     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) put_bits(pb, 4, fc->partition_to_class[i]);
 496
 497     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 498         int j, books;
 499
 500         put_bits(pb, 3, fc->classes[i].dim - 1);
 501         put_bits(pb, 2, fc->classes[i].subclass);
 502
 503         if (fc->classes[i].subclass) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].masterbook);
 504
 505         books = (1 << fc->classes[i].subclass);
 506
 507         for (j = 0; j < books; j++) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].books[j] + 1);
 508     }
 509
 510     put_bits(pb, 2, fc->multiplier - 1);
 511     put_bits(pb, 4, fc->rangebits);
 512
 513     for (i = 2; i < fc->values; i++) put_bits(pb, fc->rangebits, fc->list[i].x);
 514 }
 515
 516 static void put_residue_header(PutBitContext * pb, residue_t * rc) {
 517     int i;
 518
 519     put_bits(pb, 16, rc->type);
 520
 521     put_bits(pb, 24, rc->begin);
 522     put_bits(pb, 24, rc->end);
 523     put_bits(pb, 24, rc->partition_size - 1);
 524     put_bits(pb, 6, rc->classifications - 1);
 525     put_bits(pb, 8, rc->classbook);
 526
 527     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 528         int j, tmp = 0;
 529         for (j = 0; j < 8; j++) tmp |= (rc->books[i][j] != -1) << j;
 530
 531         put_bits(pb, 3, tmp & 7);
 532         put_bits(pb, 1, tmp > 7);
 533
 534         if (tmp > 7) put_bits(pb, 5, tmp >> 3);
 535     }
 536
 537     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 538         int j;
 539         for (j = 0; j < 8; j++)
 540             if (rc->books[i][j] != -1)
 541                 put_bits(pb, 8, rc->books[i][j]);
 542     }
 543 }
 544
 545 static int put_main_header(venc_context_t * venc, uint8_t ** out) {
 546     int i;
 547     PutBitContext pb;
 548     uint8_t buffer[50000] = {0}, * p = buffer;
 549     int buffer_len = sizeof buffer;
 550     int len, hlens[3];
 551
 552     // identification header
 553     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 554     put_bits(&pb, 8, 1); //magic
 555     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 556     put_bits(&pb, 32, 0); // version
 557     put_bits(&pb, 8, venc->channels);
 558     put_bits(&pb, 32, venc->sample_rate);
 559     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 560     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 561     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 562     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[0]);
 563     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[1]);
 564     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 565
 566     flush_put_bits(&pb);
 567     hlens[0] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 568     buffer_len -= hlens[0];
 569     p += hlens[0];
 570
 571     // comment header
 572     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 573     put_bits(&pb, 8, 3); //magic
 574     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 575     put_bits(&pb, 32, 0); // vendor length TODO
 576     put_bits(&pb, 32, 0); // amount of comments
 577     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 578
 579     flush_put_bits(&pb);
 580     hlens[1] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 581     buffer_len -= hlens[1];
 582     p += hlens[1];
 583
 584     // setup header
 585     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 586     put_bits(&pb, 8, 5); //magic
 587     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 588
 589     // codebooks
 590     put_bits(&pb, 8, venc->ncodebooks - 1);
 591     for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) put_codebook_header(&pb, &venc->codebooks[i]);
 592
 593     // time domain, reserved, zero
 594     put_bits(&pb, 6, 0);
 595     put_bits(&pb, 16, 0);
 596
 597     // floors
 598     put_bits(&pb, 6, venc->nfloors - 1);
 599     for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) put_floor_header(&pb, &venc->floors[i]);
 600
 601     // residues
 602     put_bits(&pb, 6, venc->nresidues - 1);
 603     for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) put_residue_header(&pb, &venc->residues[i]);
 604
 605     // mappings
 606     put_bits(&pb, 6, venc->nmappings - 1);
 607     for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
 608         mapping_t * mc = &venc->mappings[i];
 609         int j;
 610         put_bits(&pb, 16, 0); // mapping type
 611
 612         put_bits(&pb, 1, mc->submaps > 1);
 613         if (mc->submaps > 1) put_bits(&pb, 4, mc->submaps - 1);
 614
 615         put_bits(&pb, 1, !!mc->coupling_steps);
 616         if (mc->coupling_steps) {
 617             put_bits(&pb, 8, mc->coupling_steps - 1);
 618             for (j = 0; j < mc->coupling_steps; j++) {
 619                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d %d %d %d\n", venc->channels, ilog(venc->channels - 1), mc->magnitude[j], mc->angle[j]);
 620                 put_bits(&pb, ilog(venc->channels - 1), mc->magnitude[j]);
 621                 put_bits(&pb, ilog(venc->channels - 1), mc->angle[j]);
 622             }
 623         }
 624
 625         put_bits(&pb, 2, 0); // reserved
 626
 627         if (mc->submaps > 1) for (j = 0; j < venc->channels; j++) put_bits(&pb, 4, mc->mux[j]);
 628
 629         for (j = 0; j < mc->submaps; j++) {
 630             put_bits(&pb, 8, 0); // reserved time configuration
 631             put_bits(&pb, 8, mc->floor[j]);
 632             put_bits(&pb, 8, mc->residue[j]);
 633         }
 634     }
 635
 636     // modes
 637     put_bits(&pb, 6, venc->nmodes - 1);
 638     for (i = 0; i < venc->nmodes; i++) {
 639         put_bits(&pb, 1, venc->modes[i].blockflag);
 640         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved window type
 641         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved transform type
 642         put_bits(&pb, 8, venc->modes[i].mapping);
 643     }
 644
 645     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 646
 647     flush_put_bits(&pb);
 648     hlens[2] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 649
 650     len = hlens[0] + hlens[1] + hlens[2];
 651     p = *out = av_mallocz(64 + len + len/255);
 652
 653     *p++ = 2;
 654     p += av_xiphlacing(p, hlens[0]);
 655     p += av_xiphlacing(p, hlens[1]);
 656     buffer_len = 0;
 657     for (i = 0; i < 3; i++) {
 658         memcpy(p, buffer + buffer_len, hlens[i]);
 659         p += hlens[i];
 660         buffer_len += hlens[i];
 661     }
 662
 663     return p - *out;
 664 }
 665
 666 static void floor_fit(venc_context_t * venc, floor_t * fc, float * coeffs, int * posts, int samples) {
 667     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 668     int i;
 669     for (i = 0; i < fc->values; i++) {
 670         int position = fc->list[fc->list[i].sort].x;
 671         int begin = fc->list[fc->list[FFMAX(i-1, 0)].sort].x;
 672         int end   = fc->list[fc->list[FFMIN(i+1, fc->values - 1)].sort].x;
 673         int j;
 674         float average = 0;
 675         begin = (position + begin) / 2;
 676         end   = (position + end  ) / 2;
 677
 678         assert(end <= samples);
 679         for (j = begin; j < end; j++) average += fabs(coeffs[j]);
 680         average /= end - begin;
 681         average /= 32; // MAGIC!
 682         for (j = 0; j < range - 1; j++) if (floor1_inverse_db_table[j * fc->multiplier] > average) break;
 683         posts[fc->list[i].sort] = j;
 684     }
 685 }
 686
 687 static int render_point(int x0, int y0, int x1, int y1, int x) {
 688     return y0 +  (x - x0) * (y1 - y0) / (x1 - x0);
 689 }
 690
 691 static void render_line(int x0, int y0, int x1, int y1, float * buf, int n) {
 692     int dy = y1 - y0;
 693     int adx = x1 - x0;
 694     int ady = FFMAX(dy, -dy);
 695     int base = dy / adx;
 696     int x = x0;
 697     int y = y0;
 698     int err = 0;
 699     int sy;
 700     if (dy < 0) sy = base - 1;
 701     else sy = base + 1;
 702     ady = ady - FFMAX(base, -base) * adx;
 703     if (x >= n) return;
 704     buf[x] = floor1_inverse_db_table[y];
 705     for (x = x0 + 1; x < x1; x++) {
 706         if (x >= n) return;
 707         err += ady;
 708         if (err >= adx) {
 709             err -= adx;
 710             y += sy;
 711         } else {
 712             y += base;
 713         }
 714         buf[x] = floor1_inverse_db_table[y];
 715     }
 716 }
 717
 718 static void floor_encode(venc_context_t * venc, floor_t * fc, PutBitContext * pb, int * posts, float * floor, int samples) {
 719     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 720     int coded[fc->values]; // first 2 values are unused
 721     int i, counter;
 722     int lx, ly;
 723
 724     put_bits(pb, 1, 1); // non zero
 725     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[0]);
 726     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[1]);
 727
 728     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 729         int predicted = render_point(fc->list[fc->list[i].low].x,
 730                                      posts[fc->list[i].low],
 731                                      fc->list[fc->list[i].high].x,
 732                                      posts[fc->list[i].high],
 733                                      fc->list[i].x);
 734         int highroom = range - predicted;
 735         int lowroom = predicted;
 736         int room = FFMIN(highroom, lowroom);
 737         if (predicted == posts[i]) {
 738             coded[i] = 0; // must be used later as flag!
 739             continue;
 740         } else {
 741             if (!coded[fc->list[i].low]) coded[fc->list[i].low] = -1;
 742             if (!coded[fc->list[i].high]) coded[fc->list[i].high] = -1;
 743         }
 744         if (posts[i] > predicted) {
 745             if (posts[i] - predicted > room) coded[i] = posts[i] - predicted + lowroom;
 746             else coded[i] = (posts[i] - predicted) << 1;
 747         } else {
 748             if (predicted - posts[i] > room) coded[i] = predicted - posts[i] + highroom - 1;
 749             else coded[i] = ((predicted - posts[i]) << 1) - 1;
 750         }
 751     }
 752
 753     counter = 2;
 754     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) {
 755         floor_class_t * c = &fc->classes[fc->partition_to_class[i]];
 756         codebook_t * book = &venc->codebooks[c->books[0]];
 757         int k;
 758         assert(!c->subclass);
 759         for (k = 0; k < c->dim; k++) {
 760             int entry = coded[counter++];
 761             if (entry == -1) entry = 0;
 762             assert(entry < book->nentries);
 763             assert(entry >= 0);
 764             put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 765         }
 766     }
 767
 768     lx = 0;
 769     ly = posts[0] * fc->multiplier; // sorted 0 is still 0
 770     coded[0] = coded[1] = 1;
 771     for (i = 1; i < fc->values; i++) {
 772         int pos = fc->list[i].sort;
 773         if (coded[pos]) {
 774             render_line(lx, ly, fc->list[pos].x, posts[pos] * fc->multiplier, floor, samples);
 775             lx = fc->list[pos].x;
 776             ly = posts[pos] * fc->multiplier;
 777         }
 778         if (lx >= samples) break;
 779     }
 780     if (lx < samples) render_line(lx, ly, samples, ly, floor, samples);
 781 }
 782
 783 static float * put_vector(codebook_t * book, PutBitContext * pb, float * num) {
 784     int i;
 785     int entry = -1;
 786     float distance = 0;
 787     assert(book->dimentions);
 788     for (i = 0; i < book->nentries; i++) {
 789         float d = 0.;
 790         int j;
 791         for (j = 0; j < book->ndimentions; j++) {
 792             float a = (book->dimentions[i * book->ndimentions + j] - num[j]);
 793             d += a*a;
 794         }
 795         if (entry == -1 || distance > d) {
 796             entry = i;
 797             distance = d;
 798         }
 799     }
 800     put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 801     return &book->dimentions[entry * book->ndimentions];
 802 }
 803
 804 static void residue_encode(venc_context_t * venc, residue_t * rc, PutBitContext * pb, float * coeffs, int samples, int channels) {
 805     int pass, i, j, p, k;
 806     int psize = rc->partition_size;
 807     int partitions = (rc->end - rc->begin) / psize;
 808     int classes[channels][partitions];
 809     int classwords = venc->codebooks[rc->classbook].ndimentions;
 810     int real_ch = channels;
 811
 812     if (rc->type == 2) channels = 1;
 813
 814     for (pass = 0; pass < 8; pass++) {
 815         p = 0;
 816         while (p < partitions) {
 817             if (pass == 0) for (j = 0; j < channels; j++) {
 818                 codebook_t * book = &venc->codebooks[rc->classbook];
 819                 int entry = 0;
 820                 put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 821                 for (i = classwords; i--; ) {
 822                     classes[j][p + i] = entry % rc->classifications;
 823                     entry /= rc->classifications;
 824                 }
 825             }
 826             for (i = 0; i < classwords && p < partitions; i++, p++) {
 827                 for (j = 0; j < channels; j++) {
 828                     int nbook = rc->books[classes[j][p]][pass];
 829                     codebook_t * book = &venc->codebooks[nbook];
 830                     float * buf = coeffs + samples*j + rc->begin + p*psize;
 831                     if (nbook == -1) continue;
 832
 833                     assert(rc->type == 0 || rc->type == 2);
 834                     assert(!(psize % book->ndimentions));
 835
 836                     if (rc->type == 0) {
 837                         for (k = 0; k < psize; k += book->ndimentions) {
 838                             float * a = put_vector(book, pb, &buf[k]);
 839                             int l;
 840                             for (l = 0; l < book->ndimentions; l++) buf[k + l] -= a[l];
 841                         }
 842                     } else {
 843                         for (k = 0; k < psize; k += book->ndimentions) {
 844                             int dim = book->ndimentions, s = rc->begin + p * psize, l;
 845                             float vec[dim], * pvec = vec, * a;
 846                             for (l = s + k; l < s + k + dim; l++)
 847                                 *pvec++ = coeffs[(l % real_ch) * samples + l / real_ch];
 848                             a = put_vector(book, pb, vec);
 849                             for (l = s + k; l < s + k + dim; l++)
 850                                 coeffs[(l % real_ch) * samples + l / real_ch] -= *a++;
 851                         }
 852                     }
 853                 }
 854             }
 855         }
 856     }
 857 }
 858
 859 static int window(venc_context_t * venc, signed short * audio, int samples) {
 860     int i, j, channel;
 861     const float * win = venc->win[0];
 862     int window_len = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 863     float n = (float)(1 << venc->blocksize[0]) / 4.;
 864     // FIXME use dsp
 865
 866     if (!venc->have_saved && !samples) return 0;
 867
 868     if (venc->have_saved) {
 869         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 870             memcpy(venc->samples + channel*window_len*2, venc->saved + channel*window_len, sizeof(float)*window_len);
 871         }
 872     } else {
 873         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 874             memset(venc->samples + channel*window_len*2, 0, sizeof(float)*window_len);
 875         }
 876     }
 877
 878     if (samples) {
 879         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 880             float * offset = venc->samples + channel*window_len*2 + window_len;
 881             j = channel;
 882             for (i = 0; i < samples; i++, j += venc->channels)
 883                 offset[i] = audio[j] / 32768. / n * win[window_len - i - 1];
 884         }
 885     } else {
 886         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 887             memset(venc->samples + channel*window_len*2 + window_len, 0, sizeof(float)*window_len);
 888         }
 889     }
 890
 891     for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 892         ff_mdct_calc(&venc->mdct[0], venc->coeffs + channel*window_len, venc->samples + channel*window_len*2, venc->floor/*tmp*/);
 893     }
 894
 895     if (samples) {
 896         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 897             float * offset = venc->saved + channel*window_len;
 898             j = channel;
 899             for (i = 0; i < samples; i++, j += venc->channels)
 900                 offset[i] = audio[j] / 32768. / n * win[i];
 901         }
 902         venc->have_saved = 1;
 903     } else {
 904         venc->have_saved = 0;
 905     }
 906     return 1;
 907 }
 908
 909 static int vorbis_encode_init(AVCodecContext * avccontext)
 910 {
 911     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 912
 913     create_vorbis_context(venc, avccontext);
 914
 915     //if (avccontext->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) avccontext->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA); else avccontext->bit_rate;
 916     //if(avccontext->cutoff > 0) cfreq = avccontext->cutoff / 1000.0;
 917
 918     avccontext->extradata_size = put_main_header(venc, (uint8_t**)&avccontext->extradata);
 919
 920     avccontext->frame_size = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 921
 922     avccontext->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 923     avccontext->coded_frame->key_frame = 1;
 924
 925     return 0;
 926 }
 927
 928 static int vorbis_encode_frame(AVCodecContext * avccontext, unsigned char * packets, int buf_size, void *data)
 929 {
 930     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 931     signed short * audio = data;
 932     int samples = data ? avccontext->frame_size : 0;
 933     vorbis_mode_t * mode;
 934     mapping_t * mapping;
 935     PutBitContext pb;
 936     int i;
 937
 938     if (!window(venc, audio, samples)) return 0;
 939     samples = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 940
 941     init_put_bits(&pb, packets, buf_size);
 942
 943     put_bits(&pb, 1, 0); // magic bit
 944
 945     put_bits(&pb, ilog(venc->nmodes - 1), 0); // 0 bits, the mode
 946
 947     mode = &venc->modes[0];
 948     mapping = &venc->mappings[mode->mapping];
 949     if (mode->blockflag) {
 950         put_bits(&pb, 1, 0);
 951         put_bits(&pb, 1, 0);
 952     }
 953
 954     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
 955         floor_t * fc = &venc->floors[mapping->floor[mapping->mux[i]]];
 956         int posts[fc->values];
 957         floor_fit(venc, fc, &venc->coeffs[i * samples], posts, samples);
 958         floor_encode(venc, fc, &pb, posts, &venc->floor[i * samples], samples);
 959     }
 960
 961     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
 962         int j;
 963         for (j = 0; j < samples; j++) {
 964             venc->coeffs[i * samples + j] /= venc->floor[i * samples + j];
 965         }
 966     }
 967
 968     for (i = 0; i < mapping->coupling_steps; i++) {
 969         float * mag = venc->coeffs + mapping->magnitude[i] * samples;
 970         float * ang = venc->coeffs + mapping->angle[i] * samples;
 971         int j;
 972         for (j = 0; j < samples; j++) {
 973             float m = mag[j];
 974             float a = ang[j];
 975             if (m > 0) {
 976                 ang[j] = m - a;
 977                 if (a > m) mag[j] = a;
 978                 else mag[j] = m;
 979             } else {
 980                 ang[j] = a - m;
 981                 if (a > m) mag[j] = m;
 982                 else mag[j] = a;
 983             }
 984         }
 985     }
 986
 987     residue_encode(venc, &venc->residues[mapping->residue[mapping->mux[0]]], &pb, venc->coeffs, samples, venc->channels);
 988
 989     return (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 990 }
 991
 992
 993 static int vorbis_encode_close(AVCodecContext * avccontext)
 994 {
 995     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 996     int i;
 997
 998     if (venc->codebooks) for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) {
 999         av_freep(&venc->codebooks[i].entries);
1000         av_freep(&venc->codebooks[i].quantlist);
1001         av_freep(&venc->codebooks[i].dimentions);
1002     }
1003     av_freep(&venc->codebooks);
1004
1005     if (venc->floors) for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) {
1006         int j;
1007         av_freep(&venc->floors[i].classes);
1008         if (venc->floors[i].classes)
1009             for (j = 0; j < venc->floors[i].nclasses; j++)
1010                 av_freep(&venc->floors[i].classes[j].books);
1011         av_freep(&venc->floors[i].partition_to_class);
1012         av_freep(&venc->floors[i].list);
1013     }
1014     av_freep(&venc->floors);
1015
1016     if (venc->residues) for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) {
1017         av_freep(&venc->residues[i].books);
1018     }
1019     av_freep(&venc->residues);
1020
1021     if (venc->mappings) for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
1022         av_freep(&venc->mappings[i].mux);
1023         av_freep(&venc->mappings[i].floor);
1024         av_freep(&venc->mappings[i].residue);
1025     }
1026     av_freep(&venc->mappings);
1027
1028     av_freep(&venc->modes);
1029
1030     av_freep(&venc->saved);
1031     av_freep(&venc->samples);
1032     av_freep(&venc->floor);
1033     av_freep(&venc->coeffs);
1034
1035     ff_mdct_end(&venc->mdct[0]);
1036     ff_mdct_end(&venc->mdct[1]);
1037
1038     av_freep(&avccontext->coded_frame);
1039     av_freep(&avccontext->extradata);
1040
1041     return 0 ;
1042 }
1043
1044 AVCodec vorbis_encoder = {
1045     "vorbis",
1046     CODEC_TYPE_AUDIO,
1047     CODEC_ID_VORBIS,
1048     sizeof(venc_context_t),
1049     vorbis_encode_init,
1050     vorbis_encode_frame,
1051     vorbis_encode_close,
1052     .capabilities= CODEC_CAP_DELAY,
1053 };