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