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] = 9;
 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 = 3;
 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 = 2;
 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         int a[] = {14, 4, 58, 2, 8, 28, 90};
 356         fc->list[i].x = a[i - 2];
 357     }
 358     ready_floor(fc);
 359
 360     venc->nresidues = 1;
 361     venc->residues = av_malloc(sizeof(residue_t) * venc->nresidues);
 362
 363     // single residue
 364     rc = &venc->residues[0];
 365     rc->type = 0;
 366     rc->begin = 0;
 367     rc->end = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 368     rc->partition_size = 64;
 369     rc->classifications = 2;
 370     rc->classbook = 1;
 371     rc->books = av_malloc(sizeof(int[8]) * rc->classifications);
 372     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 373         int j;
 374         for (j = 0; j < 8; j++) rc->books[i][j] = 2 + j;
 375         rc->books[i][0] = rc->books[i][1] = rc->books[i][2] = rc->books[i][3] = -1;
 376     }
 377
 378     venc->nmappings = 1;
 379     venc->mappings = av_malloc(sizeof(mapping_t) * venc->nmappings);
 380
 381     // single mapping
 382     mc = &venc->mappings[0];
 383     mc->submaps = 1;
 384     mc->mux = av_malloc(sizeof(int) * venc->channels);
 385     for (i = 0; i < venc->channels; i++) mc->mux[i] = 0;
 386     mc->floor = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 387     mc->residue = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 388     for (i = 0; i < mc->submaps; i++) {
 389         mc->floor[i] = 0;
 390         mc->residue[i] = 0;
 391     }
 392
 393     venc->nmodes = 1;
 394     venc->modes = av_malloc(sizeof(vorbis_mode_t) * venc->nmodes);
 395
 396     // single mode
 397     venc->modes[0].blockflag = 0;
 398     venc->modes[0].mapping = 0;
 399
 400     venc->have_saved = 0;
 401     venc->saved = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 402     venc->samples = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]));
 403     venc->floor = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 404     venc->coeffs = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 405
 406     {
 407         const float *vwin[8]={ vwin64, vwin128, vwin256, vwin512, vwin1024, vwin2048, vwin4096, vwin8192 };
 408         venc->win[0] = vwin[venc->blocksize[0] - 6];
 409         venc->win[1] = vwin[venc->blocksize[1] - 6];
 410     }
 411
 412     ff_mdct_init(&venc->mdct[0], venc->blocksize[0], 0);
 413     ff_mdct_init(&venc->mdct[1], venc->blocksize[1], 0);
 414 }
 415
 416 static void put_float(PutBitContext * pb, float f) {
 417     int exp, mant;
 418     uint32_t res = 0;
 419     mant = (int)ldexp(frexp(f, &exp), 20);
 420     exp += 788 - 20;
 421     if (mant < 0) { res |= (1 << 31); mant = -mant; }
 422     res |= mant | (exp << 21);
 423     put_bits(pb, 32, res);
 424 }
 425
 426 static void put_codebook_header(PutBitContext * pb, codebook_t * cb) {
 427     int i;
 428     int ordered = 0;
 429
 430     put_bits(pb, 24, 0x564342); //magic
 431     put_bits(pb, 16, cb->ndimentions);
 432     put_bits(pb, 24, cb->nentries);
 433
 434     for (i = 1; i < cb->nentries; i++) if (cb->entries[i].len < cb->entries[i-1].len) break;
 435     if (i == cb->nentries) ordered = 1;
 436
 437     put_bits(pb, 1, ordered);
 438     if (ordered) {
 439         int len = cb->entries[0].len;
 440         put_bits(pb, 5, len - 1);
 441         i = 0;
 442         while (i < cb->nentries) {
 443             int j;
 444             for (j = 0; j+i < cb->nentries; j++) if (cb->entries[j+i].len != len) break;
 445             put_bits(pb, ilog(cb->nentries - i), j);
 446             i += j;
 447             len++;
 448         }
 449     } else {
 450         int sparse = 0;
 451         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) if (!cb->entries[i].len) break;
 452         if (i != cb->nentries) sparse = 1;
 453         put_bits(pb, 1, sparse);
 454
 455         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 456             if (sparse) put_bits(pb, 1, !!cb->entries[i].len);
 457             if (cb->entries[i].len) put_bits(pb, 5, cb->entries[i].len - 1);
 458         }
 459     }
 460
 461     put_bits(pb, 4, cb->lookup);
 462     if (cb->lookup) {
 463         int tmp = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries);
 464         int bits = ilog(cb->quantlist[0]);
 465
 466         for (i = 1; i < tmp; i++) bits = FFMAX(bits, ilog(cb->quantlist[i]));
 467
 468         put_float(pb, cb->min);
 469         put_float(pb, cb->delta);
 470
 471         put_bits(pb, 4, bits - 1);
 472         put_bits(pb, 1, cb->seq_p);
 473
 474         for (i = 0; i < tmp; i++) put_bits(pb, bits, cb->quantlist[i]);
 475     }
 476 }
 477
 478 static void put_floor_header(PutBitContext * pb, floor_t * fc) {
 479     int i;
 480
 481     put_bits(pb, 16, 1); // type, only floor1 is supported
 482
 483     put_bits(pb, 5, fc->partitions);
 484
 485     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) put_bits(pb, 4, fc->partition_to_class[i]);
 486
 487     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 488         int j, books;
 489
 490         put_bits(pb, 3, fc->classes[i].dim - 1);
 491         put_bits(pb, 2, fc->classes[i].subclass);
 492
 493         if (fc->classes[i].subclass) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].masterbook);
 494
 495         books = (1 << fc->classes[i].subclass);
 496
 497         for (j = 0; j < books; j++) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].books[j] + 1);
 498     }
 499
 500     put_bits(pb, 2, fc->multiplier - 1);
 501     put_bits(pb, 4, fc->rangebits);
 502
 503     for (i = 2; i < fc->values; i++) put_bits(pb, fc->rangebits, fc->list[i].x);
 504 }
 505
 506 static void put_residue_header(PutBitContext * pb, residue_t * rc) {
 507     int i;
 508
 509     put_bits(pb, 16, rc->type);
 510
 511     put_bits(pb, 24, rc->begin);
 512     put_bits(pb, 24, rc->end);
 513     put_bits(pb, 24, rc->partition_size - 1);
 514     put_bits(pb, 6, rc->classifications - 1);
 515     put_bits(pb, 8, rc->classbook);
 516
 517     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 518         int j, tmp = 0;
 519         for (j = 0; j < 8; j++) tmp |= (rc->books[i][j] != -1) << j;
 520
 521         put_bits(pb, 3, tmp & 7);
 522         put_bits(pb, 1, tmp > 7);
 523
 524         if (tmp > 7) put_bits(pb, 5, tmp >> 3);
 525     }
 526
 527     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 528         int j;
 529         for (j = 0; j < 8; j++)
 530             if (rc->books[i][j] != -1)
 531                 put_bits(pb, 8, rc->books[i][j]);
 532     }
 533 }
 534
 535 static int put_main_header(venc_context_t * venc, uint8_t ** out) {
 536     int i;
 537     PutBitContext pb;
 538     uint8_t buffer[50000] = {0}, * p = buffer;
 539     int buffer_len = sizeof buffer;
 540     int len, hlens[3];
 541
 542     // identification header
 543     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 544     put_bits(&pb, 8, 1); //magic
 545     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 546     put_bits(&pb, 32, 0); // version
 547     put_bits(&pb, 8, venc->channels);
 548     put_bits(&pb, 32, venc->sample_rate);
 549     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 550     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 551     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 552     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[0]);
 553     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[1]);
 554     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 555
 556     flush_put_bits(&pb);
 557     hlens[0] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 558     buffer_len -= hlens[0];
 559     p += hlens[0];
 560
 561     // comment header
 562     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 563     put_bits(&pb, 8, 3); //magic
 564     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 565     put_bits(&pb, 32, 0); // vendor length TODO
 566     put_bits(&pb, 32, 0); // amount of comments
 567     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 568
 569     flush_put_bits(&pb);
 570     hlens[1] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 571     buffer_len -= hlens[1];
 572     p += hlens[1];
 573
 574     // setup header
 575     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 576     put_bits(&pb, 8, 5); //magic
 577     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 578
 579     // codebooks
 580     put_bits(&pb, 8, venc->ncodebooks - 1);
 581     for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) put_codebook_header(&pb, &venc->codebooks[i]);
 582
 583     // time domain, reserved, zero
 584     put_bits(&pb, 6, 0);
 585     put_bits(&pb, 16, 0);
 586
 587     // floors
 588     put_bits(&pb, 6, venc->nfloors - 1);
 589     for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) put_floor_header(&pb, &venc->floors[i]);
 590
 591     // residues
 592     put_bits(&pb, 6, venc->nresidues - 1);
 593     for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) put_residue_header(&pb, &venc->residues[i]);
 594
 595     // mappings
 596     put_bits(&pb, 6, venc->nmappings - 1);
 597     for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
 598         mapping_t * mc = &venc->mappings[i];
 599         int j;
 600         put_bits(&pb, 16, 0); // mapping type
 601
 602         put_bits(&pb, 1, mc->submaps > 1);
 603         if (mc->submaps > 1) put_bits(&pb, 4, mc->submaps - 1);
 604
 605         put_bits(&pb, 1, 0); // channel coupling
 606
 607         put_bits(&pb, 2, 0); // reserved
 608
 609         if (mc->submaps > 1) for (j = 0; j < venc->channels; j++) put_bits(&pb, 4, mc->mux[j]);
 610
 611         for (j = 0; j < mc->submaps; j++) {
 612             put_bits(&pb, 8, 0); // reserved time configuration
 613             put_bits(&pb, 8, mc->floor[j]);
 614             put_bits(&pb, 8, mc->residue[j]);
 615         }
 616     }
 617
 618     // modes
 619     put_bits(&pb, 6, venc->nmodes - 1);
 620     for (i = 0; i < venc->nmodes; i++) {
 621         put_bits(&pb, 1, venc->modes[i].blockflag);
 622         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved window type
 623         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved transform type
 624         put_bits(&pb, 8, venc->modes[i].mapping);
 625     }
 626
 627     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 628
 629     flush_put_bits(&pb);
 630     hlens[2] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 631
 632     len = hlens[0] + hlens[1] + hlens[2];
 633     p = *out = av_mallocz(64 + len + len/255);
 634
 635     *p++ = 2;
 636     p += av_xiphlacing(p, hlens[0]);
 637     p += av_xiphlacing(p, hlens[1]);
 638     buffer_len = 0;
 639     for (i = 0; i < 3; i++) {
 640         memcpy(p, buffer + buffer_len, hlens[i]);
 641         p += hlens[i];
 642         buffer_len += hlens[i];
 643     }
 644
 645     return p - *out;
 646 }
 647
 648 static void floor_fit(venc_context_t * venc, floor_t * fc, float * coeffs, int * posts, int samples) {
 649     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 650     int i;
 651     for (i = 0; i < fc->values; i++) {
 652         int position = fc->list[fc->list[i].sort].x;
 653         int begin = fc->list[fc->list[FFMAX(i-1, 0)].sort].x;
 654         int end   = fc->list[fc->list[FFMIN(i+1, fc->values - 1)].sort].x;
 655         int j;
 656         float average = 0;
 657         begin = (position + begin) / 2;
 658         end   = (position + end  ) / 2;
 659
 660         assert(end <= samples);
 661         for (j = begin; j < end; j++) average += fabs(coeffs[j]);
 662         average /= end - begin;
 663         average /= 32; // MAGIC!
 664         for (j = 0; j < range; j++) if (floor1_inverse_db_table[j * fc->multiplier] > average) break;
 665         posts[fc->list[i].sort] = j;
 666     }
 667 }
 668
 669 static int render_point(int x0, int y0, int x1, int y1, int x) {
 670     return y0 +  (x - x0) * (y1 - y0) / (x1 - x0);
 671 }
 672
 673 static void render_line(int x0, int y0, int x1, int y1, float * buf, int n) {
 674     int dy = y1 - y0;
 675     int adx = x1 - x0;
 676     int ady = FFMAX(dy, -dy);
 677     int base = dy / adx;
 678     int x = x0;
 679     int y = y0;
 680     int err = 0;
 681     int sy;
 682     if (dy < 0) sy = base - 1;
 683     else sy = base + 1;
 684     ady = ady - FFMAX(base, -base) * adx;
 685     if (x >= n) return;
 686     buf[x] = floor1_inverse_db_table[y];
 687     for (x = x0 + 1; x < x1; x++) {
 688         if (x >= n) return;
 689         err += ady;
 690         if (err >= adx) {
 691             err -= adx;
 692             y += sy;
 693         } else {
 694             y += base;
 695         }
 696         buf[x] = floor1_inverse_db_table[y];
 697     }
 698 }
 699
 700 static void floor_encode(venc_context_t * venc, floor_t * fc, PutBitContext * pb, int * posts, float * floor, int samples) {
 701     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 702     int coded[fc->values]; // first 2 values are unused
 703     int i, counter;
 704     int lx, ly;
 705
 706     put_bits(pb, 1, 1); // non zero
 707     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[0]);
 708     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[1]);
 709
 710     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 711         int predicted = render_point(fc->list[fc->list[i].low].x,
 712                                      posts[fc->list[i].low],
 713                                      fc->list[fc->list[i].high].x,
 714                                      posts[fc->list[i].high],
 715                                      fc->list[i].x);
 716         int highroom = range - predicted;
 717         int lowroom = predicted;
 718         int room = FFMIN(highroom, lowroom);
 719         if (predicted == posts[i]) {
 720             coded[i] = 0; // must be used later as flag!
 721             continue;
 722         } else {
 723             if (!coded[fc->list[i].low]) coded[fc->list[i].low] = -1;
 724             if (!coded[fc->list[i].high]) coded[fc->list[i].high] = -1;
 725         }
 726         if (posts[i] > predicted) {
 727             if (posts[i] - predicted > room) coded[i] = posts[i] - predicted + lowroom;
 728             else coded[i] = (posts[i] - predicted) << 1;
 729         } else {
 730             if (predicted - posts[i] > room) coded[i] = predicted - posts[i] + highroom - 1;
 731             else coded[i] = ((predicted - posts[i]) << 1) - 1;
 732         }
 733     }
 734
 735     counter = 2;
 736     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) {
 737         floor_class_t * c = &fc->classes[fc->partition_to_class[i]];
 738         codebook_t * book = &venc->codebooks[c->books[0]];
 739         int k;
 740         assert(!c->subclass);
 741         for (k = 0; k < c->dim; k++) {
 742             int entry = coded[counter++];
 743             if (entry == -1) entry = 0;
 744             assert(entry < book->nentries);
 745             assert(entry >= 0);
 746             put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 747         }
 748     }
 749
 750     lx = 0;
 751     ly = posts[0] * fc->multiplier; // sorted 0 is still 0
 752     coded[0] = coded[1] = 1;
 753     for (i = 1; i < fc->values; i++) {
 754         int pos = fc->list[i].sort;
 755         if (coded[pos]) {
 756             render_line(lx, ly, fc->list[pos].x, posts[pos] * fc->multiplier, floor, samples);
 757             lx = fc->list[pos].x;
 758             ly = posts[pos] * fc->multiplier;
 759         }
 760         if (lx >= samples) break;
 761     }
 762     if (lx < samples) render_line(lx, ly, samples, ly, floor, samples);
 763 }
 764
 765 static float * put_vector(codebook_t * book, PutBitContext * pb, float * num) {
 766     int i;
 767     int entry = -1;
 768     float distance = 0;
 769     assert(book->dimentions);
 770     for (i = 0; i < book->nentries; i++) {
 771         float d = 0.;
 772         int j;
 773         for (j = 0; j < book->ndimentions; j++) {
 774             float a = (book->dimentions[i * book->ndimentions + j] - num[j]);
 775             d += a*a;
 776         }
 777         if (entry == -1 || distance > d) {
 778             entry = i;
 779             distance = d;
 780         }
 781     }
 782     put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 783     return &book->dimentions[entry * book->ndimentions];
 784 }
 785
 786 static void residue_encode(venc_context_t * venc, residue_t * rc, PutBitContext * pb, float * coeffs, int samples, int channels) {
 787     int pass, i, j, p, k;
 788     int psize = rc->partition_size;
 789     int partitions = (rc->end - rc->begin) / psize;
 790     int classes[channels][partitions];
 791     int classwords = venc->codebooks[rc->classbook].ndimentions;
 792
 793     for (pass = 0; pass < 8; pass++) {
 794         p = 0;
 795         while (p < partitions) {
 796             if (pass == 0) for (j = 0; j < channels; j++) {
 797                 codebook_t * book = &venc->codebooks[rc->classbook];
 798                 int entry = 0;
 799                 put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 800                 for (i = classwords; i--; ) {
 801                     classes[j][p + i] = entry % rc->classifications;
 802                     entry /= rc->classifications;
 803                 }
 804             }
 805             for (i = 0; i < classwords && p < partitions; i++, p++) {
 806                 for (j = 0; j < channels; j++) {
 807                     int nbook = rc->books[classes[j][p]][pass];
 808                     codebook_t * book = &venc->codebooks[nbook];
 809                     float * buf = coeffs + samples*j + rc->begin + p*psize;
 810                     if (nbook == -1) continue;
 811
 812                     assert(rc->type == 0);
 813                     assert(!(psize % book->ndimentions));
 814
 815                     for (k = 0; k < psize; k += book->ndimentions) {
 816                         float * a = put_vector(book, pb, &buf[k]);
 817                         int l;
 818                         for (l = 0; l < book->ndimentions; l++) buf[k + l] -= a[l];
 819                     }
 820                 }
 821             }
 822         }
 823     }
 824 }
 825
 826 static int window(venc_context_t * venc, signed short * audio, int samples) {
 827     int i, j, channel;
 828     const float * win = venc->win[0];
 829     int window_len = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 830     float n = (float)(1 << venc->blocksize[0]) / 4.;
 831     // FIXME use dsp
 832
 833     if (!venc->have_saved && !samples) return 0;
 834
 835     if (venc->have_saved) {
 836         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 837             memcpy(venc->samples + channel*window_len*2, venc->saved + channel*window_len, sizeof(float)*window_len);
 838         }
 839     } else {
 840         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 841             memset(venc->samples + channel*window_len*2, 0, sizeof(float)*window_len);
 842         }
 843     }
 844
 845     if (samples) {
 846         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 847             float * offset = venc->samples + channel*window_len*2 + window_len;
 848             j = channel;
 849             for (i = 0; i < samples; i++, j += venc->channels)
 850                 offset[i] = audio[j] / 32768. / n * win[window_len - i - 1];
 851         }
 852     } else {
 853         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 854             memset(venc->samples + channel*window_len*2 + window_len, 0, sizeof(float)*window_len);
 855         }
 856     }
 857
 858     for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 859         ff_mdct_calc(&venc->mdct[0], venc->coeffs + channel*window_len, venc->samples + channel*window_len*2, venc->floor/*tmp*/);
 860     }
 861
 862     if (samples) {
 863         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 864             float * offset = venc->saved + channel*window_len;
 865             j = channel;
 866             for (i = 0; i < samples; i++, j += venc->channels)
 867                 offset[i] = audio[j] / 32768. / n * win[i];
 868         }
 869         venc->have_saved = 1;
 870     } else {
 871         venc->have_saved = 0;
 872     }
 873     return 1;
 874 }
 875
 876 static int vorbis_encode_init(AVCodecContext * avccontext)
 877 {
 878     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 879
 880     create_vorbis_context(venc, avccontext);
 881
 882     //if (avccontext->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) avccontext->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA); else avccontext->bit_rate;
 883     //if(avccontext->cutoff > 0) cfreq = avccontext->cutoff / 1000.0;
 884
 885     avccontext->extradata_size = put_main_header(venc, (uint8_t**)&avccontext->extradata);
 886
 887     avccontext->frame_size = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 888
 889     avccontext->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 890     avccontext->coded_frame->key_frame = 1;
 891
 892     return 0;
 893 }
 894
 895 static int vorbis_encode_frame(AVCodecContext * avccontext, unsigned char * packets, int buf_size, void *data)
 896 {
 897     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 898     signed short * audio = data;
 899     int samples = data ? avccontext->frame_size : 0;
 900     vorbis_mode_t * mode;
 901     mapping_t * mapping;
 902     PutBitContext pb;
 903     int i;
 904
 905     if (!window(venc, audio, samples)) return 0;
 906     samples = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 907
 908     init_put_bits(&pb, packets, buf_size);
 909
 910     put_bits(&pb, 1, 0); // magic bit
 911
 912     put_bits(&pb, ilog(venc->nmodes - 1), 0); // 0 bits, the mode
 913
 914     mode = &venc->modes[0];
 915     mapping = &venc->mappings[mode->mapping];
 916     if (mode->blockflag) {
 917         put_bits(&pb, 1, 0);
 918         put_bits(&pb, 1, 0);
 919     }
 920
 921     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
 922         floor_t * fc = &venc->floors[mapping->floor[mapping->mux[i]]];
 923         int posts[fc->values];
 924         floor_fit(venc, fc, &venc->coeffs[i * samples], posts, samples);
 925         floor_encode(venc, fc, &pb, posts, &venc->floor[i * samples], samples);
 926     }
 927
 928     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
 929         int j;
 930         for (j = 0; j < samples; j++) {
 931             venc->coeffs[i * samples + j] /= venc->floor[i * samples + j];
 932         }
 933     }
 934
 935     residue_encode(venc, &venc->residues[mapping->residue[mapping->mux[0]]], &pb, venc->coeffs, samples, venc->channels);
 936
 937     return (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 938 }
 939
 940
 941 static int vorbis_encode_close(AVCodecContext * avccontext)
 942 {
 943     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 944     int i;
 945
 946     if (venc->codebooks) for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) {
 947         av_freep(&venc->codebooks[i].entries);
 948         av_freep(&venc->codebooks[i].quantlist);
 949         av_freep(&venc->codebooks[i].dimentions);
 950     }
 951     av_freep(&venc->codebooks);
 952
 953     if (venc->floors) for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) {
 954         int j;
 955         av_freep(&venc->floors[i].classes);
 956         if (venc->floors[i].classes)
 957             for (j = 0; j < venc->floors[i].nclasses; j++)
 958                 av_freep(&venc->floors[i].classes[j].books);
 959         av_freep(&venc->floors[i].partition_to_class);
 960         av_freep(&venc->floors[i].list);
 961     }
 962     av_freep(&venc->floors);
 963
 964     if (venc->residues) for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) {
 965         av_freep(&venc->residues[i].books);
 966     }
 967     av_freep(&venc->residues);
 968
 969     if (venc->mappings) for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
 970         av_freep(&venc->mappings[i].mux);
 971         av_freep(&venc->mappings[i].floor);
 972         av_freep(&venc->mappings[i].residue);
 973     }
 974     av_freep(&venc->mappings);
 975
 976     av_freep(&venc->modes);
 977
 978     av_freep(&venc->saved);
 979     av_freep(&venc->samples);
 980     av_freep(&venc->floor);
 981     av_freep(&venc->coeffs);
 982
 983     ff_mdct_end(&venc->mdct[0]);
 984     ff_mdct_end(&venc->mdct[1]);
 985
 986     av_freep(&avccontext->coded_frame);
 987     av_freep(&avccontext->extradata);
 988
 989     return 0 ;
 990 }
 991
 992 AVCodec vorbis_encoder = {
 993     "vorbis",
 994     CODEC_TYPE_AUDIO,
 995     CODEC_ID_VORBIS,
 996     sizeof(venc_context_t),
 997     vorbis_encode_init,
 998     vorbis_encode_frame,
 999     vorbis_encode_close,
1000     .capabilities= CODEC_CAP_DELAY,
1001 };