Split bit allocation search into a separate function.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3enc.c
index e0f17c2..d2f6042 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
  * The simplest AC-3 encoder
- * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
+ * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
  *
  * This file is part of FFmpeg.
  *
  */
 
 /**
- * @file ac3enc.c
+ * @file
  * The simplest AC-3 encoder.
  */
+
 //#define DEBUG
-//#define DEBUG_BITALLOC
+
+#include "libavcore/audioconvert.h"
 #include "libavutil/crc.h"
 #include "avcodec.h"
-#include "bitstream.h"
+#include "put_bits.h"
 #include "ac3.h"
+#include "audioconvert.h"
+
+
+#define MDCT_NBITS 9
+#define MDCT_SAMPLES (1 << MDCT_NBITS)
+
+/** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
+#define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
+
+/** Scale a float value by 2^bits and convert to an integer. */
+#define SCALE_FLOAT(a, bits) lrintf((a) * (float)(1 << (bits)))
+
+/** Scale a float value by 2^15, convert to an integer, and clip to int16_t range. */
+#define FIX15(a) av_clip_int16(SCALE_FLOAT(a, 15))
+
+
+/**
+ * Compex number.
+ * Used in fixed-point MDCT calculation.
+ */
+typedef struct IComplex {
+    int16_t re,im;
+} IComplex;
 
+/**
+ * AC-3 encoder private context.
+ */
 typedef struct AC3EncodeContext {
-    PutBitContext pb;
-    int nb_channels;
-    int nb_all_channels;
-    int lfe_channel;
-    int bit_rate;
-    unsigned int sample_rate;
-    unsigned int bitstream_id;
-    unsigned int frame_size_min; /* minimum frame size in case rounding is necessary */
-    unsigned int frame_size; /* current frame size in words */
-    unsigned int bits_written;
-    unsigned int samples_written;
-    int sr_shift;
-    unsigned int frame_size_code;
-    unsigned int sr_code; /* frequency */
-    unsigned int channel_mode;
-    int lfe;
-    unsigned int bitstream_mode;
-    short last_samples[AC3_MAX_CHANNELS][256];
-    unsigned int chbwcod[AC3_MAX_CHANNELS];
+    PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
+
+    int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
+    int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
+
+    int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
+    int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
+
+    int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
+    int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
+    int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
+    int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
+    int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
+
+    int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
+    int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
+    int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
+    int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
+    int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
+    const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
+
+    int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
 
     /* bitrate allocation control */
-    int slow_gain_code, slow_decay_code, fast_decay_code, db_per_bit_code, floor_code;
-    AC3BitAllocParameters bit_alloc;
-    int coarse_snr_offset;
-    int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];
-    int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];
+    int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
+    int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
+    int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
+    int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
+    int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
+    AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
+    int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
+    int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
+    int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
+    int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
+    int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
+
     /* mantissa encoding */
-    int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
+    int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
+    uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
+
+    int16_t last_samples[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_BLOCK_SIZE]; ///< last 256 samples from previous frame
+    int16_t planar_samples[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_BLOCK_SIZE+AC3_FRAME_SIZE];
+    int16_t windowed_samples[AC3_WINDOW_SIZE];
+    int32_t mdct_coef[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
+    uint8_t exp[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
+    uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
+    uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
+    uint8_t num_exp_groups[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
+    uint8_t grouped_exp[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_EXP_GROUPS];
+    int16_t psd[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
+    int16_t band_psd[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_CRITICAL_BANDS];
+    int16_t mask[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_CRITICAL_BANDS];
+    uint8_t bap[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
+    uint8_t bap1[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
+    int8_t exp_shift[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
+    uint16_t qmant[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS];
 } AC3EncodeContext;
 
+
+/** MDCT and FFT tables */
 static int16_t costab[64];
 static int16_t sintab[64];
 static int16_t xcos1[128];
 static int16_t xsin1[128];
 
-#define MDCT_NBITS 9
-#define N         (1 << MDCT_NBITS)
 
-/* new exponents are sent if their Norm 1 exceed this number */
-#define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
+/**
+ * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
+ * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
+ */
+static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
+{
+    while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
+        s->bits_written    -= s->bit_rate;
+        s->samples_written -= s->sample_rate;
+    }
+    s->frame_size = s->frame_size_min + 2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
+    s->bits_written    += s->frame_size * 8;
+    s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
+}
+
 
-static inline int16_t fix15(float a)
+/**
+ * Deinterleave input samples.
+ * Channels are reordered from FFmpeg's default order to AC-3 order.
+ */
+static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
+                                       const int16_t *samples)
 {
-    int v;
-    v = (int)(a * (float)(1 << 15));
-    if (v < -32767)
-        v = -32767;
-    else if (v > 32767)
-        v = 32767;
-    return v;
+    int ch, i;
+
+    /* deinterleave and remap input samples */
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+        const int16_t *sptr;
+        int sinc;
+
+        /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
+        memcpy(&s->planar_samples[ch][0], s->last_samples[ch],
+               AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
+
+        /* deinterleave */
+        sinc = s->channels;
+        sptr = samples + s->channel_map[ch];
+        for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
+            s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
+            sptr += sinc;
+        }
+
+        /* save last 256 samples for next frame */
+        memcpy(s->last_samples[ch], &s->planar_samples[ch][6* AC3_BLOCK_SIZE],
+               AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
+    }
 }
 
-typedef struct IComplex {
-    short re,im;
-} IComplex;
 
-static void fft_init(int ln)
+/**
+ * Initialize FFT tables.
+ * @param ln log2(FFT size)
+ */
+static av_cold void fft_init(int ln)
 {
-    int i, n;
+    int i, n, n2;
     float alpha;
 
-    n = 1 << ln;
+    n  = 1 << ln;
+    n2 = n >> 1;
+
+    for (i = 0; i < n2; i++) {
+        alpha     = 2.0 * M_PI * i / n;
+        costab[i] = FIX15(cos(alpha));
+        sintab[i] = FIX15(sin(alpha));
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Initialize MDCT tables.
+ * @param nbits log2(MDCT size)
+ */
+static av_cold void mdct_init(int nbits)
+{
+    int i, n, n4;
+
+    n  = 1 << nbits;
+    n4 = n >> 2;
+
+    fft_init(nbits - 2);
 
-    for(i=0;i<(n/2);i++) {
-        alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
-        costab[i] = fix15(cos(alpha));
-        sintab[i] = fix15(sin(alpha));
+    for (i = 0; i < n4; i++) {
+        float alpha = 2.0 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / n;
+        xcos1[i] = FIX15(-cos(alpha));
+        xsin1[i] = FIX15(-sin(alpha));
     }
 }
 
-/* butter fly op */
-#define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
-{\
-  int ax, ay, bx, by;\
-  bx=pre1;\
-  by=pim1;\
-  ax=qre1;\
-  ay=qim1;\
-  pre = (bx + ax) >> 1;\
-  pim = (by + ay) >> 1;\
-  qre = (bx - ax) >> 1;\
-  qim = (by - ay) >> 1;\
+
+/** Butterfly op */
+#define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1)  \
+{                                                       \
+  int ax, ay, bx, by;                                   \
+  bx  = pre1;                                           \
+  by  = pim1;                                           \
+  ax  = qre1;                                           \
+  ay  = qim1;                                           \
+  pre = (bx + ax) >> 1;                                 \
+  pim = (by + ay) >> 1;                                 \
+  qre = (bx - ax) >> 1;                                 \
+  qim = (by - ay) >> 1;                                 \
 }
 
-#define MUL16(a,b) ((a) * (b))
 
-#define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
-{\
-   pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;\
-   pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;\
+/** Complex multiply */
+#define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim)              \
+{                                                       \
+   pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;     \
+   pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;     \
 }
 
 
-/* do a 2^n point complex fft on 2^ln points. */
+/**
+ * Calculate a 2^n point complex FFT on 2^ln points.
+ * @param z  complex input/output samples
+ * @param ln log2(FFT size)
+ */
 static void fft(IComplex *z, int ln)
 {
-    int        j, l, np, np2;
-    int        nblocks, nloops;
+    int j, l, np, np2;
+    int nblocks, nloops;
     register IComplex *p,*q;
     int tmp_re, tmp_im;
 
     np = 1 << ln;
 
     /* reverse */
-    for(j=0;j<np;j++) {
-        int k = ff_reverse[j] >> (8 - ln);
+    for (j = 0; j < np; j++) {
+        int k = av_reverse[j] >> (8 - ln);
         if (k < j)
             FFSWAP(IComplex, z[k], z[j]);
     }
 
     /* pass 0 */
 
-    p=&z[0];
-    j=(np >> 1);
+    p = &z[0];
+    j = np >> 1;
     do {
         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
-        p+=2;
-    } while (--j != 0);
+        p += 2;
+    } while (--j);
 
     /* pass 1 */
 
-    p=&z[0];
-    j=np >> 2;
+    p = &z[0];
+    j = np >> 2;
     do {
-        BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
-           p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
-        BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
+        BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re,  p[2].im,
+           p[0].re, p[0].im, p[2].re,  p[2].im);
+        BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re,  p[3].im,
            p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
         p+=4;
-    } while (--j != 0);
+    } while (--j);
 
     /* pass 2 .. ln-1 */
 
     nblocks = np >> 3;
-    nloops = 1 << 2;
-    np2 = np >> 1;
+    nloops  =  1 << 2;
+    np2     = np >> 1;
     do {
         p = z;
         q = z + nloops;
-        for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
-
+        for (j = 0; j < nblocks; j++) {
             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
                p->re, p->im, q->re, q->im);
-
             p++;
             q++;
             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
                 CMUL(tmp_re, tmp_im, costab[l], -sintab[l], q->re, q->im);
-                BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
+                BF(p->re, p->im, q->re,  q->im,
                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
                 p++;
                 q++;
@@ -190,141 +306,298 @@ static void fft(IComplex *z, int ln)
             q += nloops;
         }
         nblocks = nblocks >> 1;
-        nloops = nloops << 1;
-    } while (nblocks != 0);
+        nloops  = nloops  << 1;
+    } while (nblocks);
 }
 
-/* do a 512 point mdct */
+
+/**
+ * Calculate a 512-point MDCT
+ * @param out 256 output frequency coefficients
+ * @param in  512 windowed input audio samples
+ */
 static void mdct512(int32_t *out, int16_t *in)
 {
     int i, re, im, re1, im1;
-    int16_t rot[N];
-    IComplex x[N/4];
+    int16_t rot[MDCT_SAMPLES];
+    IComplex x[MDCT_SAMPLES/4];
 
     /* shift to simplify computations */
-    for(i=0;i<N/4;i++)
-        rot[i] = -in[i + 3*N/4];
-    for(i=N/4;i<N;i++)
-        rot[i] = in[i - N/4];
+    for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES/4; i++)
+        rot[i] = -in[i + 3*MDCT_SAMPLES/4];
+    for (;i < MDCT_SAMPLES; i++)
+        rot[i] =  in[i -   MDCT_SAMPLES/4];
 
     /* pre rotation */
-    for(i=0;i<N/4;i++) {
-        re = ((int)rot[2*i] - (int)rot[N-1-2*i]) >> 1;
-        im = -((int)rot[N/2+2*i] - (int)rot[N/2-1-2*i]) >> 1;
+    for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES/4; i++) {
+        re =  ((int)rot[               2*i] - (int)rot[MDCT_SAMPLES  -1-2*i]) >> 1;
+        im = -((int)rot[MDCT_SAMPLES/2+2*i] - (int)rot[MDCT_SAMPLES/2-1-2*i]) >> 1;
         CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -xcos1[i], xsin1[i]);
     }
 
     fft(x, MDCT_NBITS - 2);
 
     /* post rotation */
-    for(i=0;i<N/4;i++) {
+    for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES/4; i++) {
         re = x[i].re;
         im = x[i].im;
         CMUL(re1, im1, re, im, xsin1[i], xcos1[i]);
-        out[2*i] = im1;
-        out[N/2-1-2*i] = re1;
+        out[                 2*i] = im1;
+        out[MDCT_SAMPLES/2-1-2*i] = re1;
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Apply KBD window to input samples prior to MDCT.
+ */
+static void apply_window(int16_t *output, const int16_t *input,
+                         const int16_t *window, int n)
+{
+    int i;
+    int n2 = n >> 1;
+
+    for (i = 0; i < n2; i++) {
+        output[i]     = MUL16(input[i],     window[i]) >> 15;
+        output[n-i-1] = MUL16(input[n-i-1], window[i]) >> 15;
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Calculate the log2() of the maximum absolute value in an array.
+ * @param tab input array
+ * @param n   number of values in the array
+ * @return    log2(max(abs(tab[])))
+ */
+static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
+{
+    int i, v;
+
+    v = 0;
+    for (i = 0; i < n; i++)
+        v |= abs(tab[i]);
+
+    return av_log2(v);
+}
+
+
+/**
+ * Left-shift each value in an array by a specified amount.
+ * @param tab    input array
+ * @param n      number of values in the array
+ * @param lshift left shift amount. a negative value means right shift.
+ */
+static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
+{
+    int i;
+
+    if (lshift > 0) {
+        for(i = 0; i < n; i++)
+            tab[i] <<= lshift;
+    } else if (lshift < 0) {
+        lshift = -lshift;
+        for (i = 0; i < n; i++)
+            tab[i] >>= lshift;
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Normalize the input samples to use the maximum available precision.
+ * This assumes signed 16-bit input samples. Exponents are reduced by 9 to
+ * match the 24-bit internal precision for MDCT coefficients.
+ *
+ * @return exponent shift
+ */
+static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s)
+{
+    int v = 14 - log2_tab(s->windowed_samples, AC3_WINDOW_SIZE);
+    v = FFMAX(0, v);
+    lshift_tab(s->windowed_samples, AC3_WINDOW_SIZE, v);
+    return v - 9;
+}
+
+
+/**
+ * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
+ * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
+ * loss due to fixed-point calculations.
+ */
+static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
+{
+    int blk, ch;
+
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+        for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+            const int16_t *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
+
+            apply_window(s->windowed_samples, input_samples, ff_ac3_window, AC3_WINDOW_SIZE);
+
+            s->exp_shift[blk][ch] = normalize_samples(s);
+
+            mdct512(s->mdct_coef[blk][ch], s->windowed_samples);
+        }
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Extract exponents from the MDCT coefficients.
+ * This takes into account the normalization that was done to the input samples
+ * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
+ */
+static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
+{
+    int blk, ch, i;
+
+    /* extract exponents */
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+        for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+            /* compute "exponents". We take into account the normalization there */
+            for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
+                int e;
+                int v = abs(s->mdct_coef[blk][ch][i]);
+                if (v == 0)
+                    e = 24;
+                else {
+                    e = 23 - av_log2(v) + s->exp_shift[blk][ch];
+                    if (e >= 24) {
+                        e = 24;
+                        s->mdct_coef[blk][ch][i] = 0;
+                    }
+                }
+                s->exp[blk][ch][i] = e;
+            }
+        }
     }
 }
 
-/* XXX: use another norm ? */
+
+/**
+ * Calculate the sum of absolute differences (SAD) between 2 sets of exponents.
+ */
 static int calc_exp_diff(uint8_t *exp1, uint8_t *exp2, int n)
 {
     int sum, i;
     sum = 0;
-    for(i=0;i<n;i++) {
+    for (i = 0; i < n; i++)
         sum += abs(exp1[i] - exp2[i]);
-    }
     return sum;
 }
 
-static void compute_exp_strategy(uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
-                                 uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                                 int ch, int is_lfe)
+
+/**
+ * Exponent Difference Threshold.
+ * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
+ */
+#define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
+
+
+/**
+ * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
+ */
+static void compute_exp_strategy_ch(uint8_t *exp_strategy, uint8_t **exp)
 {
-    int i, j;
+    int blk, blk1;
     int exp_diff;
 
     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
        reused in the next frame */
-    exp_strategy[0][ch] = EXP_NEW;
-    for(i=1;i<NB_BLOCKS;i++) {
-        exp_diff = calc_exp_diff(exp[i][ch], exp[i-1][ch], N/2);
-#ifdef DEBUG
-        av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exp_diff=%d\n", exp_diff);
-#endif
+    exp_strategy[0] = EXP_NEW;
+    for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+        exp_diff = calc_exp_diff(exp[blk], exp[blk-1], AC3_MAX_COEFS);
         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
-            exp_strategy[i][ch] = EXP_NEW;
+            exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
         else
-            exp_strategy[i][ch] = EXP_REUSE;
+            exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
     }
-    if (is_lfe)
-        return;
 
     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
        recoded, we use a coarse encoding */
-    i = 0;
-    while (i < NB_BLOCKS) {
-        j = i + 1;
-        while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE)
-            j++;
-        switch(j - i) {
-        case 1:
-            exp_strategy[i][ch] = EXP_D45;
-            break;
+    blk = 0;
+    while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
+        blk1 = blk + 1;
+        while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
+            blk1++;
+        switch (blk1 - blk) {
+        case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
         case 2:
-        case 3:
-            exp_strategy[i][ch] = EXP_D25;
-            break;
-        default:
-            exp_strategy[i][ch] = EXP_D15;
-            break;
+        case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
+        default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
+        }
+        blk = blk1;
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Calculate exponent strategies for all channels.
+ * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
+ */
+static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
+{
+    uint8_t *exp1[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS];
+    uint8_t exp_str1[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS];
+    int ch, blk;
+
+    for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
+        for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+            exp1[ch][blk]     = s->exp[blk][ch];
+            exp_str1[ch][blk] = s->exp_strategy[blk][ch];
         }
-        i = j;
+
+        compute_exp_strategy_ch(exp_str1[ch], exp1[ch]);
+
+        for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
+            s->exp_strategy[blk][ch] = exp_str1[ch][blk];
+    }
+    if (s->lfe_on) {
+        ch = s->lfe_channel;
+        s->exp_strategy[0][ch] = EXP_D15;
+        for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
+            s->exp_strategy[blk][ch] = EXP_REUSE;
     }
 }
 
-/* set exp[i] to min(exp[i], exp1[i]) */
-static void exponent_min(uint8_t exp[N/2], uint8_t exp1[N/2], int n)
+
+/**
+ * Set each encoded exponent in a block to the minimum of itself and the
+ * exponent in the same frequency bin of a following block.
+ * exp[i] = min(exp[i], exp1[i]
+ */
+static void exponent_min(uint8_t exp[AC3_MAX_COEFS], uint8_t exp1[AC3_MAX_COEFS], int n)
 {
     int i;
-
-    for(i=0;i<n;i++) {
+    for (i = 0; i < n; i++) {
         if (exp1[i] < exp[i])
             exp[i] = exp1[i];
     }
 }
 
-/* update the exponents so that they are the ones the decoder will
-   decode. Return the number of bits used to code the exponents */
-static int encode_exp(uint8_t encoded_exp[N/2],
-                      uint8_t exp[N/2],
-                      int nb_exps,
-                      int exp_strategy)
+
+/**
+ * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
+ */
+static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_COEFS],
+                                    uint8_t exp[AC3_MAX_COEFS],
+                                    int nb_exps, int exp_strategy,
+                                    uint8_t *num_exp_groups)
 {
     int group_size, nb_groups, i, j, k, exp_min;
-    uint8_t exp1[N/2];
-
-    switch(exp_strategy) {
-    case EXP_D15:
-        group_size = 1;
-        break;
-    case EXP_D25:
-        group_size = 2;
-        break;
-    default:
-    case EXP_D45:
-        group_size = 4;
-        break;
-    }
-    nb_groups = ((nb_exps + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size)) * 3;
+    uint8_t exp1[AC3_MAX_COEFS];
+
+    group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
+    *num_exp_groups = (nb_exps + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size);
+    nb_groups = *num_exp_groups * 3;
 
     /* for each group, compute the minimum exponent */
     exp1[0] = exp[0]; /* DC exponent is handled separately */
     k = 1;
-    for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
+    for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
         exp_min = exp[k];
         assert(exp_min >= 0 && exp_min <= 24);
-        for(j=1;j<group_size;j++) {
+        for (j = 1; j < group_size; j++) {
             if (exp[k+j] < exp_min)
                 exp_min = exp[k+j];
         }
@@ -336,43 +609,221 @@ static int encode_exp(uint8_t encoded_exp[N/2],
     if (exp1[0] > 15)
         exp1[0] = 15;
 
-    /* Decrease the delta between each groups to within 2
-     * so that they can be differentially encoded */
-    for (i=1;i<=nb_groups;i++)
+    /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
+       differentially encoded */
+    for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i-1] + 2);
-    for (i=nb_groups-1;i>=0;i--)
+    for (i = nb_groups-1; i >= 0; i--)
         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i+1] + 2);
 
     /* now we have the exponent values the decoder will see */
     encoded_exp[0] = exp1[0];
     k = 1;
-    for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
-        for(j=0;j<group_size;j++) {
+    for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
+        for (j = 0; j < group_size; j++)
             encoded_exp[k+j] = exp1[i];
-        }
         k += group_size;
     }
+}
+
+
+/**
+ * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
+ * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
+ * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
+ * encoded.
+ */
+static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
+{
+    int blk, blk1, blk2, ch;
+
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+        /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
+        blk = 0;
+        while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
+            blk1 = blk + 1;
+            while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && s->exp_strategy[blk1][ch] == EXP_REUSE) {
+                exponent_min(s->exp[blk][ch], s->exp[blk1][ch], s->nb_coefs[ch]);
+                blk1++;
+            }
+            encode_exponents_blk_ch(s->encoded_exp[blk][ch],
+                                    s->exp[blk][ch], s->nb_coefs[ch],
+                                    s->exp_strategy[blk][ch],
+                                    &s->num_exp_groups[blk][ch]);
+            /* copy encoded exponents for reuse case */
+            for (blk2 = blk+1; blk2 < blk1; blk2++) {
+                memcpy(s->encoded_exp[blk2][ch], s->encoded_exp[blk][ch],
+                       s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
+            }
+            blk = blk1;
+        }
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Group exponents.
+ * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
+ * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
+ */
+static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
+{
+    int blk, ch, i;
+    int group_size, bit_count;
+    uint8_t *p;
+    int delta0, delta1, delta2;
+    int exp0, exp1;
 
-#if defined(DEBUG)
-    av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exponents: strategy=%d\n", exp_strategy);
-    for(i=0;i<=nb_groups * group_size;i++) {
-        av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%d ", encoded_exp[i]);
+    bit_count = 0;
+    for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+        for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+            if (s->exp_strategy[blk][ch] == EXP_REUSE) {
+                s->num_exp_groups[blk][ch] = 0;
+                continue;
+            }
+            group_size = s->exp_strategy[blk][ch] + (s->exp_strategy[blk][ch] == EXP_D45);
+            bit_count += 4 + (s->num_exp_groups[blk][ch] * 7);
+            p = s->encoded_exp[blk][ch];
+
+            /* DC exponent */
+            exp1 = *p++;
+            s->grouped_exp[blk][ch][0] = exp1;
+
+            /* remaining exponents are delta encoded */
+            for (i = 1; i <= s->num_exp_groups[blk][ch]; i++) {
+                /* merge three delta in one code */
+                exp0   = exp1;
+                exp1   = p[0];
+                p     += group_size;
+                delta0 = exp1 - exp0 + 2;
+
+                exp0   = exp1;
+                exp1   = p[0];
+                p     += group_size;
+                delta1 = exp1 - exp0 + 2;
+
+                exp0   = exp1;
+                exp1   = p[0];
+                p     += group_size;
+                delta2 = exp1 - exp0 + 2;
+
+                s->grouped_exp[blk][ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
+            }
+        }
     }
-    av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "\n");
-#endif
 
-    return 4 + (nb_groups / 3) * 7;
+    s->exponent_bits = bit_count;
 }
 
-/* return the size in bits taken by the mantissa */
+
+/**
+ * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
+ * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
+ * and encode final exponents.
+ */
+static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
+{
+    extract_exponents(s);
+
+    compute_exp_strategy(s);
+
+    encode_exponents(s);
+
+    group_exponents(s);
+}
+
+
+/**
+ * Initialize bit allocation.
+ * Set default parameter codes and calculate parameter values.
+ */
+static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
+{
+    int ch;
+
+    /* init default parameters */
+    s->slow_decay_code = 2;
+    s->fast_decay_code = 1;
+    s->slow_gain_code  = 1;
+    s->db_per_bit_code = 2;
+    s->floor_code      = 4;
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
+        s->fast_gain_code[ch] = 4;
+
+    /* initial snr offset */
+    s->coarse_snr_offset = 40;
+
+    /* compute real values */
+    /* currently none of these values change during encoding, so we can just
+       set them once at initialization */
+    s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
+    s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
+    s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
+    s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
+    s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
+}
+
+
+/**
+ * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
+ */
+static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
+{
+    static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
+    int blk, ch;
+    int frame_bits;
+
+    /* header size */
+    frame_bits = 65;
+    frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
+
+    /* audio blocks */
+    for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+        frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
+        if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
+            frame_bits++; /* rematstr */
+            if (!blk)
+                frame_bits += 4;
+        }
+        frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
+        if (s->lfe_on)
+            frame_bits++; /* lfeexpstr */
+        for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
+            if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
+                frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
+        }
+        frame_bits++; /* baie */
+        frame_bits++; /* snr */
+        frame_bits += 2; /* delta / skip */
+    }
+    frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
+    /* bit alloc info */
+    /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
+    /* csnroffset[6] */
+    /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
+    frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
+
+    /* auxdatae, crcrsv */
+    frame_bits += 2;
+
+    /* CRC */
+    frame_bits += 16;
+
+    s->frame_bits = frame_bits;
+}
+
+
+/**
+ * Calculate the number of bits needed to encode a set of mantissas.
+ */
 static int compute_mantissa_size(AC3EncodeContext *s, uint8_t *m, int nb_coefs)
 {
     int bits, mant, i;
 
     bits = 0;
-    for(i=0;i<nb_coefs;i++) {
+    for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
         mant = m[i];
-        switch(mant) {
+        switch (mant) {
         case 0:
             /* nothing */
             break;
@@ -415,476 +866,385 @@ static int compute_mantissa_size(AC3EncodeContext *s, uint8_t *m, int nb_coefs)
 }
 
 
-static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s,
-                              uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                              uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
-                              int16_t psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                              int16_t mask[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50])
+/**
+ * Calculate masking curve based on the final exponents.
+ * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
+ */
+static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
 {
     int blk, ch;
-    int16_t band_psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50];
 
-    for(blk=0; blk<NB_BLOCKS; blk++) {
-        for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
-            if(exp_strategy[blk][ch] == EXP_REUSE) {
-                memcpy(psd[blk][ch], psd[blk-1][ch], (N/2)*sizeof(int16_t));
-                memcpy(mask[blk][ch], mask[blk-1][ch], 50*sizeof(int16_t));
+    for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+        for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+            if (s->exp_strategy[blk][ch] == EXP_REUSE) {
+                memcpy(s->psd[blk][ch],  s->psd[blk-1][ch],  AC3_MAX_COEFS*sizeof(s->psd[0][0][0]));
+                memcpy(s->mask[blk][ch], s->mask[blk-1][ch], AC3_CRITICAL_BANDS*sizeof(s->mask[0][0][0]));
             } else {
-                ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(encoded_exp[blk][ch], 0,
+                ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->encoded_exp[blk][ch], 0,
                                           s->nb_coefs[ch],
-                                          psd[blk][ch], band_psd[blk][ch]);
-                ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, band_psd[blk][ch],
+                                          s->psd[blk][ch], s->band_psd[blk][ch]);
+                ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, s->band_psd[blk][ch],
                                            0, s->nb_coefs[ch],
                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
                                            ch == s->lfe_channel,
                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
-                                           mask[blk][ch]);
+                                           s->mask[blk][ch]);
             }
         }
     }
 }
 
+
+/**
+ * Run the bit allocation with a given SNR offset.
+ * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
+ * the quantization of each mantissa.
+ * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
+ *         is used.
+ */
 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s,
-                     int16_t mask[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50],
-                     int16_t psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                     uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                     int frame_bits, int coarse_snr_offset, int fine_snr_offset)
+                     uint8_t bap[AC3_MAX_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_COEFS],
+                     int snr_offset)
 {
-    int i, ch;
-    int snr_offset;
+    int blk, ch;
+    int mantissa_bits;
 
-    snr_offset = (((coarse_snr_offset - 15) << 4) + fine_snr_offset) << 2;
+    snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
 
-    /* compute size */
-    for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
+    mantissa_bits = 0;
+    for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
         s->mant1_cnt = 0;
         s->mant2_cnt = 0;
         s->mant4_cnt = 0;
-        for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
-            ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(mask[i][ch], psd[i][ch], 0,
+        for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+            ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[blk][ch], s->psd[blk][ch], 0,
                                       s->nb_coefs[ch], snr_offset,
                                       s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
-                                      bap[i][ch]);
-            frame_bits += compute_mantissa_size(s, bap[i][ch],
-                                                 s->nb_coefs[ch]);
+                                      bap[blk][ch]);
+            mantissa_bits += compute_mantissa_size(s, bap[blk][ch], s->nb_coefs[ch]);
         }
     }
-#if 0
-    printf("csnr=%d fsnr=%d frame_bits=%d diff=%d\n",
-           coarse_snr_offset, fine_snr_offset, frame_bits,
-           16 * s->frame_size - ((frame_bits + 7) & ~7));
-#endif
-    return 16 * s->frame_size - frame_bits;
+    return mantissa_bits;
 }
 
-#define SNR_INC1 4
 
-static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s,
-                                  uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                                  uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                                  uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
-                                  int frame_bits)
+/**
+ * Constant bitrate bit allocation search.
+ * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
+ */
+static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
 {
-    int i, ch;
-    int coarse_snr_offset, fine_snr_offset;
-    uint8_t bap1[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    int16_t psd[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    int16_t mask[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][50];
-    static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
-
-    /* init default parameters */
-    s->slow_decay_code = 2;
-    s->fast_decay_code = 1;
-    s->slow_gain_code = 1;
-    s->db_per_bit_code = 2;
-    s->floor_code = 4;
-    for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
-        s->fast_gain_code[ch] = 4;
+    int ch;
+    int bits_left;
+    int snr_offset;
 
-    /* compute real values */
-    s->bit_alloc.sr_code = s->sr_code;
-    s->bit_alloc.sr_shift = s->sr_shift;
-    s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->sr_shift;
-    s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->sr_shift;
-    s->bit_alloc.slow_gain = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
-    s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
-    s->bit_alloc.floor = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
+    bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
 
-    /* header size */
-    frame_bits += 65;
-    // if (s->channel_mode == 2)
-    //    frame_bits += 2;
-    frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
+    snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
 
-    /* audio blocks */
-    for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
-        frame_bits += s->nb_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
-        if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
-            frame_bits++; /* rematstr */
-            if(i==0) frame_bits += 4;
-        }
-        frame_bits += 2 * s->nb_channels; /* chexpstr[2] * c */
-        if (s->lfe)
-            frame_bits++; /* lfeexpstr */
-        for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
-            if (exp_strategy[i][ch] != EXP_REUSE)
-                frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
-        }
-        frame_bits++; /* baie */
-        frame_bits++; /* snr */
-        frame_bits += 2; /* delta / skip */
+    while (snr_offset >= 0 &&
+           bit_alloc(s, s->bap, snr_offset) > bits_left) {
+        snr_offset -= 64;
+    }
+    if (snr_offset < 0) {
+        return AVERROR(EINVAL);
     }
-    frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
-    /* bit alloc info */
-    /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
-    /* csnroffset[6] */
-    /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
-    frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->nb_all_channels * (4 + 3);
-
-    /* auxdatae, crcrsv */
-    frame_bits += 2;
-
-    /* CRC */
-    frame_bits += 16;
 
-    /* calculate psd and masking curve before doing bit allocation */
-    bit_alloc_masking(s, encoded_exp, exp_strategy, psd, mask);
-
-    /* now the big work begins : do the bit allocation. Modify the snr
-       offset until we can pack everything in the requested frame size */
-
-    coarse_snr_offset = s->coarse_snr_offset;
-    while (coarse_snr_offset >= 0 &&
-           bit_alloc(s, mask, psd, bap, frame_bits, coarse_snr_offset, 0) < 0)
-        coarse_snr_offset -= SNR_INC1;
-    if (coarse_snr_offset < 0) {
-        av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
-        return -1;
+    while (snr_offset + 64 <= 1023 &&
+           bit_alloc(s, s->bap1, snr_offset + 64) <= bits_left) {
+        snr_offset += 64;
+        memcpy(s->bap, s->bap1, sizeof(s->bap1));
     }
-    while ((coarse_snr_offset + SNR_INC1) <= 63 &&
-           bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits,
-                     coarse_snr_offset + SNR_INC1, 0) >= 0) {
-        coarse_snr_offset += SNR_INC1;
-        memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
+    while (snr_offset + 16 <= 1023 &&
+           bit_alloc(s, s->bap1, snr_offset + 16) <= bits_left) {
+        snr_offset += 16;
+        memcpy(s->bap, s->bap1, sizeof(s->bap1));
     }
-    while ((coarse_snr_offset + 1) <= 63 &&
-           bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits, coarse_snr_offset + 1, 0) >= 0) {
-        coarse_snr_offset++;
-        memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
+    while (snr_offset + 4 <= 1023 &&
+           bit_alloc(s, s->bap1, snr_offset + 4) <= bits_left) {
+        snr_offset += 4;
+        memcpy(s->bap, s->bap1, sizeof(s->bap1));
     }
-
-    fine_snr_offset = 0;
-    while ((fine_snr_offset + SNR_INC1) <= 15 &&
-           bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits,
-                     coarse_snr_offset, fine_snr_offset + SNR_INC1) >= 0) {
-        fine_snr_offset += SNR_INC1;
-        memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
-    }
-    while ((fine_snr_offset + 1) <= 15 &&
-           bit_alloc(s, mask, psd, bap1, frame_bits,
-                     coarse_snr_offset, fine_snr_offset + 1) >= 0) {
-        fine_snr_offset++;
-        memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
+    while (snr_offset + 1 <= 1023 &&
+           bit_alloc(s, s->bap1, snr_offset + 1) <= bits_left) {
+        snr_offset++;
+        memcpy(s->bap, s->bap1, sizeof(s->bap1));
     }
 
-    s->coarse_snr_offset = coarse_snr_offset;
-    for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
-        s->fine_snr_offset[ch] = fine_snr_offset;
-#if defined(DEBUG_BITALLOC)
-    {
-        int j;
-
-        for(i=0;i<6;i++) {
-            for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
-                printf("Block #%d Ch%d:\n", i, ch);
-                printf("bap=");
-                for(j=0;j<s->nb_coefs[ch];j++) {
-                    printf("%d ",bap[i][ch][j]);
-                }
-                printf("\n");
-            }
-        }
-    }
-#endif
+    s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
+        s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
+
     return 0;
 }
 
-static av_cold int AC3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
+
+/**
+ * Perform bit allocation search.
+ * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
+ * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
+ * used to quantize the mantissas.
+ */
+static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
 {
-    int freq = avctx->sample_rate;
-    int bitrate = avctx->bit_rate;
-    int channels = avctx->channels;
-    AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
-    int i, j, ch;
-    float alpha;
-    int bw_code;
-    static const uint8_t channel_mode_defs[6] = {
-        0x01, /* C */
-        0x02, /* L R */
-        0x03, /* L C R */
-        0x06, /* L R SL SR */
-        0x07, /* L C R SL SR */
-        0x07, /* L C R SL SR (+LFE) */
-    };
+    /* count frame bits other than exponents and mantissas */
+    count_frame_bits(s);
 
-    avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
+    /* calculate psd and masking curve before doing bit allocation */
+    bit_alloc_masking(s);
 
-    ac3_common_init();
+    return cbr_bit_allocation(s);
+}
 
-    /* number of channels */
-    if (channels < 1 || channels > 6)
-        return -1;
-    s->channel_mode = channel_mode_defs[channels - 1];
-    s->lfe = (channels == 6) ? 1 : 0;
-    s->nb_all_channels = channels;
-    s->nb_channels = channels > 5 ? 5 : channels;
-    s->lfe_channel = s->lfe ? 5 : -1;
-
-    /* frequency */
-    for(i=0;i<3;i++) {
-        for(j=0;j<3;j++)
-            if ((ff_ac3_sample_rate_tab[j] >> i) == freq)
-                goto found;
-    }
-    return -1;
- found:
-    s->sample_rate = freq;
-    s->sr_shift = i;
-    s->sr_code = j;
-    s->bitstream_id = 8 + s->sr_shift;
-    s->bitstream_mode = 0; /* complete main audio service */
 
-    /* bitrate & frame size */
-    for(i=0;i<19;i++) {
-        if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->sr_shift)*1000 == bitrate)
-            break;
-    }
-    if (i == 19)
-        return -1;
-    s->bit_rate = bitrate;
-    s->frame_size_code = i << 1;
-    s->frame_size_min = ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->sr_code];
-    s->bits_written = 0;
-    s->samples_written = 0;
-    s->frame_size = s->frame_size_min;
+/**
+ * Symmetric quantization on 'levels' levels.
+ */
+static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
+{
+    int v;
 
-    /* bit allocation init */
-    if(avctx->cutoff) {
-        /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
-        int cutoff = av_clip(avctx->cutoff, 1, s->sample_rate >> 1);
-        int fbw_coeffs = cutoff * 512 / s->sample_rate;
-        bw_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
+    if (c >= 0) {
+        v = (levels * (c << e)) >> 24;
+        v = (v + 1) >> 1;
+        v = (levels >> 1) + v;
     } else {
-        /* use default bandwidth setting */
-        /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
-           size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
-        bw_code = 50;
-    }
-    for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
-        /* bandwidth for each channel */
-        s->chbwcod[ch] = bw_code;
-        s->nb_coefs[ch] = bw_code * 3 + 73;
-    }
-    if (s->lfe) {
-        s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* fixed */
+        v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
+        v = (v + 1) >> 1;
+        v = (levels >> 1) - v;
     }
-    /* initial snr offset */
-    s->coarse_snr_offset = 40;
+    assert (v >= 0 && v < levels);
+    return v;
+}
+
+
+/**
+ * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
+ */
+static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
+{
+    int lshift, m, v;
 
-    /* mdct init */
-    fft_init(MDCT_NBITS - 2);
-    for(i=0;i<N/4;i++) {
-        alpha = 2 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / (float)N;
-        xcos1[i] = fix15(-cos(alpha));
-        xsin1[i] = fix15(-sin(alpha));
+    lshift = e + qbits - 24;
+    if (lshift >= 0)
+        v = c << lshift;
+    else
+        v = c >> (-lshift);
+    /* rounding */
+    v = (v + 1) >> 1;
+    m = (1 << (qbits-1));
+    if (v >= m)
+        v = m - 1;
+    assert(v >= -m);
+    return v & ((1 << qbits)-1);
+}
+
+
+/**
+ * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
+ */
+static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3EncodeContext *s,
+                                      int32_t *mdct_coef, int8_t exp_shift,
+                                      uint8_t *encoded_exp, uint8_t *bap,
+                                      uint16_t *qmant, int n)
+{
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < n; i++) {
+        int v;
+        int c = mdct_coef[i];
+        int e = encoded_exp[i] - exp_shift;
+        int b = bap[i];
+        switch (b) {
+        case 0:
+            v = 0;
+            break;
+        case 1:
+            v = sym_quant(c, e, 3);
+            switch (s->mant1_cnt) {
+            case 0:
+                s->qmant1_ptr = &qmant[i];
+                v = 9 * v;
+                s->mant1_cnt = 1;
+                break;
+            case 1:
+                *s->qmant1_ptr += 3 * v;
+                s->mant1_cnt = 2;
+                v = 128;
+                break;
+            default:
+                *s->qmant1_ptr += v;
+                s->mant1_cnt = 0;
+                v = 128;
+                break;
+            }
+            break;
+        case 2:
+            v = sym_quant(c, e, 5);
+            switch (s->mant2_cnt) {
+            case 0:
+                s->qmant2_ptr = &qmant[i];
+                v = 25 * v;
+                s->mant2_cnt = 1;
+                break;
+            case 1:
+                *s->qmant2_ptr += 5 * v;
+                s->mant2_cnt = 2;
+                v = 128;
+                break;
+            default:
+                *s->qmant2_ptr += v;
+                s->mant2_cnt = 0;
+                v = 128;
+                break;
+            }
+            break;
+        case 3:
+            v = sym_quant(c, e, 7);
+            break;
+        case 4:
+            v = sym_quant(c, e, 11);
+            switch (s->mant4_cnt) {
+            case 0:
+                s->qmant4_ptr = &qmant[i];
+                v = 11 * v;
+                s->mant4_cnt = 1;
+                break;
+            default:
+                *s->qmant4_ptr += v;
+                s->mant4_cnt = 0;
+                v = 128;
+                break;
+            }
+            break;
+        case 5:
+            v = sym_quant(c, e, 15);
+            break;
+        case 14:
+            v = asym_quant(c, e, 14);
+            break;
+        case 15:
+            v = asym_quant(c, e, 16);
+            break;
+        default:
+            v = asym_quant(c, e, b - 1);
+            break;
+        }
+        qmant[i] = v;
     }
-
-    avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
-    avctx->coded_frame->key_frame= 1;
-
-    return 0;
 }
 
-/* output the AC-3 frame header */
-static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
+
+/**
+ * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
+ */
+static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
 {
-    init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
+    int blk, ch;
 
-    put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77); /* frame header */
-    put_bits(&s->pb, 16, 0); /* crc1: will be filled later */
-    put_bits(&s->pb, 2, s->sr_code);
-    put_bits(&s->pb, 6, s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min));
-    put_bits(&s->pb, 5, s->bitstream_id);
-    put_bits(&s->pb, 3, s->bitstream_mode);
-    put_bits(&s->pb, 3, s->channel_mode);
-    if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
-        put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -4.5 dB */
-    if (s->channel_mode & 0x04)
-        put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -6 dB */
-    if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
-        put_bits(&s->pb, 2, 0); /* surround not indicated */
-    put_bits(&s->pb, 1, s->lfe); /* LFE */
-    put_bits(&s->pb, 5, 31); /* dialog norm: -31 db */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no compression control word */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no lang code */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no audio production info */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no copyright */
-    put_bits(&s->pb, 1, 1); /* original bitstream */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 1 */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 2 */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no additional bit stream info */
-}
 
-/* symetric quantization on 'levels' levels */
-static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
-{
-    int v;
+    for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+        s->mant1_cnt  = s->mant2_cnt  = s->mant4_cnt  = 0;
+        s->qmant1_ptr = s->qmant2_ptr = s->qmant4_ptr = NULL;
 
-    if (c >= 0) {
-        v = (levels * (c << e)) >> 24;
-        v = (v + 1) >> 1;
-        v = (levels >> 1) + v;
-    } else {
-        v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
-        v = (v + 1) >> 1;
-        v = (levels >> 1) - v;
+        for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+            quantize_mantissas_blk_ch(s, s->mdct_coef[blk][ch], s->exp_shift[blk][ch],
+                                      s->encoded_exp[blk][ch], s->bap[blk][ch],
+                                      s->qmant[blk][ch], s->nb_coefs[ch]);
+        }
     }
-    assert (v >= 0 && v < levels);
-    return v;
 }
 
-/* asymetric quantization on 2^qbits levels */
-static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
-{
-    int lshift, m, v;
 
-    lshift = e + qbits - 24;
-    if (lshift >= 0)
-        v = c << lshift;
-    else
-        v = c >> (-lshift);
-    /* rounding */
-    v = (v + 1) >> 1;
-    m = (1 << (qbits-1));
-    if (v >= m)
-        v = m - 1;
-    assert(v >= -m);
-    return v & ((1 << qbits)-1);
+/**
+ * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
+ */
+static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
+{
+    put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
+    put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
+    put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
+    put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
+    put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
+    put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
+    put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
+    if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
+        put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -4.5 dB */
+    if (s->channel_mode & 0x04)
+        put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -6 dB */
+    if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
+        put_bits(&s->pb, 2, 0);     /* surround not indicated */
+    put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
+    put_bits(&s->pb, 5, 31);        /* dialog norm: -31 db */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no audio production info */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no copyright */
+    put_bits(&s->pb, 1, 1);         /* original bitstream */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
 }
 
-/* Output one audio block. There are NB_BLOCKS audio blocks in one AC-3
-   frame */
+
+/**
+ * Write one audio block to the output bitstream.
+ */
 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
-                               uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS],
-                               uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                               uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                               int32_t mdct_coefs[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
-                               int8_t global_exp[AC3_MAX_CHANNELS],
                                int block_num)
 {
-    int ch, nb_groups, group_size, i, baie, rbnd;
-    uint8_t *p;
-    uint16_t qmant[AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    int exp0, exp1;
-    int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
-    uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr;
-    int delta0, delta1, delta2;
+    int ch, i, baie, rbnd;
 
-    for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
-        put_bits(&s->pb, 1, 0); /* 512 point MDCT */
-    for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
+    for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
+        put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no block switching */
+    for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* no dither */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no dynamic range */
-    if (block_num == 0) {
-        /* for block 0, even if no coupling, we must say it. This is a
-           waste of bit :-) */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);     /* no dynamic range */
+    if (!block_num) {
         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
     } else {
         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
     }
 
-    if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
-      {
-        if(block_num==0)
-          {
-            /* first block must define rematrixing (rematstr)  */
+    if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
+        if (!block_num) {
+            /* first block must define rematrixing (rematstr) */
             put_bits(&s->pb, 1, 1);
 
             /* dummy rematrixing rematflg(1:4)=0 */
-            for (rbnd=0;rbnd<4;rbnd++)
-              put_bits(&s->pb, 1, 0);
-          }
-        else
-          {
+            for (rbnd = 0; rbnd < 4; rbnd++)
+                put_bits(&s->pb, 1, 0);
+        } else {
             /* no matrixing (but should be used in the future) */
             put_bits(&s->pb, 1, 0);
-          }
-      }
-
-#if defined(DEBUG)
-    {
-      static int count = 0;
-      av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Block #%d (%d)\n", block_num, count++);
+        }
     }
-#endif
+
     /* exponent strategy */
-    for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
-        put_bits(&s->pb, 2, exp_strategy[ch]);
-    }
+    for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
+        put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[block_num][ch]);
 
-    if (s->lfe) {
-        put_bits(&s->pb, 1, exp_strategy[s->lfe_channel]);
-    }
+    if (s->lfe_on)
+        put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[block_num][s->lfe_channel]);
 
-    for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
-        if (exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
-            put_bits(&s->pb, 6, s->chbwcod[ch]);
+    /* bandwidth */
+    for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
+        if (s->exp_strategy[block_num][ch] != EXP_REUSE)
+            put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
     }
 
     /* exponents */
-    for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
-        switch(exp_strategy[ch]) {
-        case EXP_REUSE:
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+        if (s->exp_strategy[block_num][ch] == EXP_REUSE)
             continue;
-        case EXP_D15:
-            group_size = 1;
-            break;
-        case EXP_D25:
-            group_size = 2;
-            break;
-        default:
-        case EXP_D45:
-            group_size = 4;
-            break;
-        }
-        nb_groups = (s->nb_coefs[ch] + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size);
-        p = encoded_exp[ch];
 
         /* first exponent */
-        exp1 = *p++;
-        put_bits(&s->pb, 4, exp1);
-
-        /* next ones are delta encoded */
-        for(i=0;i<nb_groups;i++) {
-            /* merge three delta in one code */
-            exp0 = exp1;
-            exp1 = p[0];
-            p += group_size;
-            delta0 = exp1 - exp0 + 2;
-
-            exp0 = exp1;
-            exp1 = p[0];
-            p += group_size;
-            delta1 = exp1 - exp0 + 2;
-
-            exp0 = exp1;
-            exp1 = p[0];
-            p += group_size;
-            delta2 = exp1 - exp0 + 2;
-
-            put_bits(&s->pb, 7, ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2);
-        }
+        put_bits(&s->pb, 4, s->grouped_exp[block_num][ch][0]);
+
+        /* next ones are delta-encoded and grouped */
+        for (i = 1; i <= s->num_exp_groups[block_num][ch]; i++)
+            put_bits(&s->pb, 7, s->grouped_exp[block_num][ch][i]);
 
         if (ch != s->lfe_channel)
             put_bits(&s->pb, 2, 0); /* no gain range info */
@@ -902,10 +1262,10 @@ static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
     }
 
     /* snr offset */
-    put_bits(&s->pb, 1, baie); /* always present with bai */
+    put_bits(&s->pb, 1, baie);
     if (baie) {
         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
-        for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
+        for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
         }
@@ -914,141 +1274,32 @@ static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
 
-    /* mantissa encoding : we use two passes to handle the grouping. A
-       one pass method may be faster, but it would necessitate to
-       modify the output stream. */
-
-    /* first pass: quantize */
-    mant1_cnt = mant2_cnt = mant4_cnt = 0;
-    qmant1_ptr = qmant2_ptr = qmant4_ptr = NULL;
-
-    for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
-        int b, c, e, v;
-
-        for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
-            c = mdct_coefs[ch][i];
-            e = encoded_exp[ch][i] - global_exp[ch];
-            b = bap[ch][i];
-            switch(b) {
-            case 0:
-                v = 0;
-                break;
-            case 1:
-                v = sym_quant(c, e, 3);
-                switch(mant1_cnt) {
-                case 0:
-                    qmant1_ptr = &qmant[ch][i];
-                    v = 9 * v;
-                    mant1_cnt = 1;
-                    break;
-                case 1:
-                    *qmant1_ptr += 3 * v;
-                    mant1_cnt = 2;
-                    v = 128;
-                    break;
-                default:
-                    *qmant1_ptr += v;
-                    mant1_cnt = 0;
-                    v = 128;
-                    break;
-                }
-                break;
-            case 2:
-                v = sym_quant(c, e, 5);
-                switch(mant2_cnt) {
-                case 0:
-                    qmant2_ptr = &qmant[ch][i];
-                    v = 25 * v;
-                    mant2_cnt = 1;
-                    break;
-                case 1:
-                    *qmant2_ptr += 5 * v;
-                    mant2_cnt = 2;
-                    v = 128;
-                    break;
-                default:
-                    *qmant2_ptr += v;
-                    mant2_cnt = 0;
-                    v = 128;
-                    break;
-                }
-                break;
-            case 3:
-                v = sym_quant(c, e, 7);
-                break;
-            case 4:
-                v = sym_quant(c, e, 11);
-                switch(mant4_cnt) {
-                case 0:
-                    qmant4_ptr = &qmant[ch][i];
-                    v = 11 * v;
-                    mant4_cnt = 1;
-                    break;
-                default:
-                    *qmant4_ptr += v;
-                    mant4_cnt = 0;
-                    v = 128;
-                    break;
-                }
-                break;
-            case 5:
-                v = sym_quant(c, e, 15);
-                break;
-            case 14:
-                v = asym_quant(c, e, 14);
-                break;
-            case 15:
-                v = asym_quant(c, e, 16);
-                break;
-            default:
-                v = asym_quant(c, e, b - 1);
-                break;
-            }
-            qmant[ch][i] = v;
-        }
-    }
-
-    /* second pass : output the values */
-    for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
+    /* mantissa encoding */
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
         int b, q;
 
-        for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
-            q = qmant[ch][i];
-            b = bap[ch][i];
-            switch(b) {
-            case 0:
-                break;
-            case 1:
-                if (q != 128)
-                    put_bits(&s->pb, 5, q);
-                break;
-            case 2:
-                if (q != 128)
-                    put_bits(&s->pb, 7, q);
-                break;
-            case 3:
-                put_bits(&s->pb, 3, q);
-                break;
-            case 4:
-                if (q != 128)
-                    put_bits(&s->pb, 7, q);
-                break;
-            case 14:
-                put_bits(&s->pb, 14, q);
-                break;
-            case 15:
-                put_bits(&s->pb, 16, q);
-                break;
-            default:
-                put_bits(&s->pb, b - 1, q);
-                break;
+        for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
+            q = s->qmant[block_num][ch][i];
+            b = s->bap[block_num][ch][i];
+            switch (b) {
+            case 0:                                         break;
+            case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
+            case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
+            case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
+            case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
+            case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
+            case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
+            default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
             }
         }
     }
 }
 
+
+/** CRC-16 Polynomial */
 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
 
+
 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
 {
     unsigned int c;
@@ -1065,6 +1316,7 @@ static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
     return c;
 }
 
+
 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
 {
     unsigned int r;
@@ -1079,38 +1331,12 @@ static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
 }
 
 
-/* compute log2(max(abs(tab[]))) */
-static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
-{
-    int i, v;
-
-    v = 0;
-    for(i=0;i<n;i++) {
-        v |= abs(tab[i]);
-    }
-    return av_log2(v);
-}
-
-static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
-{
-    int i;
-
-    if (lshift > 0) {
-        for(i=0;i<n;i++) {
-            tab[i] <<= lshift;
-        }
-    } else if (lshift < 0) {
-        lshift = -lshift;
-        for(i=0;i<n;i++) {
-            tab[i] >>= lshift;
-        }
-    }
-}
-
-/* fill the end of the frame and compute the two crcs */
-static int output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
+/**
+ * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
+ */
+static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
 {
-    int frame_size, frame_size_58, n, crc1, crc2, crc_inv;
+    int frame_size, frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2, crc_inv;
     uint8_t *frame;
 
     frame_size = s->frame_size; /* frame size in words */
@@ -1118,252 +1344,375 @@ static int output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
     flush_put_bits(&s->pb);
     /* add zero bytes to reach the frame size */
     frame = s->pb.buf;
-    n = 2 * s->frame_size - (pbBufPtr(&s->pb) - frame) - 2;
-    assert(n >= 0);
-    if(n>0)
-      memset(pbBufPtr(&s->pb), 0, n);
+    pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
+    assert(pad_bytes >= 0);
+    if (pad_bytes > 0)
+        memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
 
     /* Now we must compute both crcs : this is not so easy for crc1
        because it is at the beginning of the data... */
-    frame_size_58 = (frame_size >> 1) + (frame_size >> 3);
-    crc1 = bswap_16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
-                           frame + 4, 2 * frame_size_58 - 4));
+    frame_size_58 = ((frame_size >> 2) + (frame_size >> 4)) << 1;
+
+    crc1 = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
+                             frame + 4, frame_size_58 - 4));
+
     /* XXX: could precompute crc_inv */
-    crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (16 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
-    crc1 = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
-    AV_WB16(frame+2,crc1);
+    crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
+    crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
+    AV_WB16(frame + 2, crc1);
+
+    crc2 = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
+                             frame + frame_size_58,
+                             frame_size - frame_size_58 - 2));
+    AV_WB16(frame + frame_size - 2, crc2);
+}
+
+
+/**
+ * Write the frame to the output bitstream.
+ */
+static void output_frame(AC3EncodeContext *s,
+                         unsigned char *frame)
+{
+    int blk;
+
+    init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
 
-    crc2 = bswap_16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
-                           frame + 2 * frame_size_58,
-                           (frame_size - frame_size_58) * 2 - 2));
-    AV_WB16(frame+2*frame_size-2,crc2);
+    output_frame_header(s);
 
-    //    printf("n=%d frame_size=%d\n", n, frame_size);
-    return frame_size * 2;
+    for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
+        output_audio_block(s, blk);
+    }
+
+    output_frame_end(s);
 }
 
-static int AC3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
+
+/**
+ * Encode a single AC-3 frame.
+ */
+static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 {
     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
-    int16_t *samples = data;
-    int i, j, k, v, ch;
-    int16_t input_samples[N];
-    int32_t mdct_coef[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
-    uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
-    int8_t exp_samples[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
-    int frame_bits;
+    const int16_t *samples = data;
+    int ret;
 
-    frame_bits = 0;
-    for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
-        /* fixed mdct to the six sub blocks & exponent computation */
-        for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
-            int16_t *sptr;
-            int sinc;
-
-            /* compute input samples */
-            memcpy(input_samples, s->last_samples[ch], N/2 * sizeof(int16_t));
-            sinc = s->nb_all_channels;
-            sptr = samples + (sinc * (N/2) * i) + ch;
-            for(j=0;j<N/2;j++) {
-                v = *sptr;
-                input_samples[j + N/2] = v;
-                s->last_samples[ch][j] = v;
-                sptr += sinc;
-            }
+    if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
+        adjust_frame_size(s);
 
-            /* apply the MDCT window */
-            for(j=0;j<N/2;j++) {
-                input_samples[j] = MUL16(input_samples[j],
-                                         ff_ac3_window[j]) >> 15;
-                input_samples[N-j-1] = MUL16(input_samples[N-j-1],
-                                             ff_ac3_window[j]) >> 15;
-            }
+    deinterleave_input_samples(s, samples);
 
-            /* Normalize the samples to use the maximum available
-               precision */
-            v = 14 - log2_tab(input_samples, N);
-            if (v < 0)
-                v = 0;
-            exp_samples[i][ch] = v - 9;
-            lshift_tab(input_samples, N, v);
+    apply_mdct(s);
 
-            /* do the MDCT */
-            mdct512(mdct_coef[i][ch], input_samples);
+    process_exponents(s);
 
-            /* compute "exponents". We take into account the
-               normalization there */
-            for(j=0;j<N/2;j++) {
-                int e;
-                v = abs(mdct_coef[i][ch][j]);
-                if (v == 0)
-                    e = 24;
-                else {
-                    e = 23 - av_log2(v) + exp_samples[i][ch];
-                    if (e >= 24) {
-                        e = 24;
-                        mdct_coef[i][ch][j] = 0;
-                    }
-                }
-                exp[i][ch][j] = e;
-            }
-        }
+    ret = compute_bit_allocation(s);
+    if (ret) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
+        return ret;
+    }
 
-        compute_exp_strategy(exp_strategy, exp, ch, ch == s->lfe_channel);
-
-        /* compute the exponents as the decoder will see them. The
-           EXP_REUSE case must be handled carefully : we select the
-           min of the exponents */
-        i = 0;
-        while (i < NB_BLOCKS) {
-            j = i + 1;
-            while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE) {
-                exponent_min(exp[i][ch], exp[j][ch], s->nb_coefs[ch]);
-                j++;
-            }
-            frame_bits += encode_exp(encoded_exp[i][ch],
-                                     exp[i][ch], s->nb_coefs[ch],
-                                     exp_strategy[i][ch]);
-            /* copy encoded exponents for reuse case */
-            for(k=i+1;k<j;k++) {
-                memcpy(encoded_exp[k][ch], encoded_exp[i][ch],
-                       s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
-            }
-            i = j;
-        }
+    quantize_mantissas(s);
+
+    output_frame(s, frame);
+
+    return s->frame_size;
+}
+
+
+/**
+ * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
+ */
+static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
+{
+    av_freep(&avctx->coded_frame);
+    return 0;
+}
+
+
+/**
+ * Set channel information during initialization.
+ */
+static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
+                                    int64_t *channel_layout)
+{
+    int ch_layout;
+
+    if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
+        return AVERROR(EINVAL);
+    if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
+        return AVERROR(EINVAL);
+    ch_layout = *channel_layout;
+    if (!ch_layout)
+        ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
+    if (av_get_channel_layout_nb_channels(ch_layout) != channels)
+        return AVERROR(EINVAL);
+
+    s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
+    s->channels     = channels;
+    s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
+    s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
+    if (s->lfe_on)
+        ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
+
+    switch (ch_layout) {
+    case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
+    case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
+    case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
+    case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
+    case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
+    case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
+    case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
+    case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
+    case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
+    default:
+        return AVERROR(EINVAL);
     }
 
-    /* adjust for fractional frame sizes */
-    while(s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
-        s->bits_written -= s->bit_rate;
-        s->samples_written -= s->sample_rate;
+    s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
+    *channel_layout = ch_layout;
+    if (s->lfe_on)
+        *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
+
+    return 0;
+}
+
+
+static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
+{
+    int i, ret;
+
+    /* validate channel layout */
+    if (!avctx->channel_layout) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
+                                      "encoder will guess the layout, but it "
+                                      "might be incorrect.\n");
+    }
+    ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
+    if (ret) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
+        return ret;
     }
-    s->frame_size = s->frame_size_min + (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
-    s->bits_written += s->frame_size * 16;
-    s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
 
-    compute_bit_allocation(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits);
-    /* everything is known... let's output the frame */
-    output_frame_header(s, frame);
+    /* validate sample rate */
+    for (i = 0; i < 9; i++) {
+        if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
+            break;
+    }
+    if (i == 9) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
+        return AVERROR(EINVAL);
+    }
+    s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
+    s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
+    s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
 
-    for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
-        output_audio_block(s, exp_strategy[i], encoded_exp[i],
-                           bap[i], mdct_coef[i], exp_samples[i], i);
+    /* validate bit rate */
+    for (i = 0; i < 19; i++) {
+        if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
+            break;
+    }
+    if (i == 19) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
+        return AVERROR(EINVAL);
     }
-    return output_frame_end(s);
+    s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
+    s->frame_size_code = i << 1;
+
+    return 0;
 }
 
-static av_cold int AC3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
+
+/**
+ * Set bandwidth for all channels.
+ * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
+ * default value will be used.
+ */
+static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int cutoff)
 {
-    av_freep(&avctx->coded_frame);
+    int ch, bw_code;
+
+    if (cutoff) {
+        /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
+        int fbw_coeffs;
+        cutoff         = av_clip(cutoff, 1, s->sample_rate >> 1);
+        fbw_coeffs     = cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
+        bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
+    } else {
+        /* use default bandwidth setting */
+        /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
+           size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
+        bw_code = 50;
+    }
+
+    /* set number of coefficients for each channel */
+    for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
+        s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
+        s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
+    }
+    if (s->lfe_on)
+        s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
+}
+
+
+/**
+ * Initialize the encoder.
+ */
+static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
+{
+    AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
+    int ret;
+
+    avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
+
+    ac3_common_init();
+
+    ret = validate_options(avctx, s);
+    if (ret)
+        return ret;
+
+    s->bitstream_id   = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
+    s->bitstream_mode = 0; /* complete main audio service */
+
+    s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
+    s->bits_written    = 0;
+    s->samples_written = 0;
+    s->frame_size      = s->frame_size_min;
+
+    set_bandwidth(s, avctx->cutoff);
+
+    bit_alloc_init(s);
+
+    mdct_init(9);
+
+    avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
+    avctx->coded_frame->key_frame= 1;
+
     return 0;
 }
 
-#if 0
+
+#ifdef TEST
 /*************************************************************************/
 /* TEST */
 
-#undef random
-#define FN (N/4)
+#include "libavutil/lfg.h"
+
+#define FN (MDCT_SAMPLES/4)
 
-void fft_test(void)
+
+static void fft_test(AVLFG *lfg)
 {
     IComplex in[FN], in1[FN];
     int k, n, i;
     float sum_re, sum_im, a;
 
-    /* FFT test */
-
-    for(i=0;i<FN;i++) {
-        in[i].re = random() % 65535 - 32767;
-        in[i].im = random() % 65535 - 32767;
-        in1[i] = in[i];
+    for (i = 0; i < FN; i++) {
+        in[i].re = av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767;
+        in[i].im = av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767;
+        in1[i]   = in[i];
     }
     fft(in, 7);
 
     /* do it by hand */
-    for(k=0;k<FN;k++) {
+    for (k = 0; k < FN; k++) {
         sum_re = 0;
         sum_im = 0;
-        for(n=0;n<FN;n++) {
+        for (n = 0; n < FN; n++) {
             a = -2 * M_PI * (n * k) / FN;
             sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a);
             sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a);
         }
-        printf("%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
+        av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
                k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN);
     }
 }
 
-void mdct_test(void)
+
+static void mdct_test(AVLFG *lfg)
 {
-    int16_t input[N];
-    int32_t output[N/2];
-    float input1[N];
-    float output1[N/2];
+    int16_t input[MDCT_SAMPLES];
+    int32_t output[AC3_MAX_COEFS];
+    float input1[MDCT_SAMPLES];
+    float output1[AC3_MAX_COEFS];
     float s, a, err, e, emax;
     int i, k, n;
 
-    for(i=0;i<N;i++) {
-        input[i] = (random() % 65535 - 32767) * 9 / 10;
+    for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES; i++) {
+        input[i]  = (av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767) * 9 / 10;
         input1[i] = input[i];
     }
 
     mdct512(output, input);
 
     /* do it by hand */
-    for(k=0;k<N/2;k++) {
+    for (k = 0; k < AC3_MAX_COEFS; k++) {
         s = 0;
-        for(n=0;n<N;n++) {
-            a = (2*M_PI*(2*n+1+N/2)*(2*k+1) / (4 * N));
+        for (n = 0; n < MDCT_SAMPLES; n++) {
+            a = (2*M_PI*(2*n+1+MDCT_SAMPLES/2)*(2*k+1) / (4 * MDCT_SAMPLES));
             s += input1[n] * cos(a);
         }
-        output1[k] = -2 * s / N;
+        output1[k] = -2 * s / MDCT_SAMPLES;
     }
 
-    err = 0;
+    err  = 0;
     emax = 0;
-    for(i=0;i<N/2;i++) {
-        printf("%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
+    for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
+        av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
         e = output[i] - output1[i];
         if (e > emax)
             emax = e;
         err += e * e;
     }
-    printf("err2=%f emax=%f\n", err / (N/2), emax);
+    av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "err2=%f emax=%f\n", err / AC3_MAX_COEFS, emax);
 }
 
-void test_ac3(void)
+
+int main(void)
 {
-    AC3EncodeContext ctx;
-    unsigned char frame[AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE];
-    short samples[AC3_FRAME_SIZE];
-    int ret, i;
+    AVLFG lfg;
 
-    AC3_encode_init(&ctx, 44100, 64000, 1);
+    av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG);
+    mdct_init(9);
 
-    fft_test();
-    mdct_test();
+    fft_test(&lfg);
+    mdct_test(&lfg);
 
-    for(i=0;i<AC3_FRAME_SIZE;i++)
-        samples[i] = (int)(sin(2*M_PI*i*1000.0/44100) * 10000);
-    ret = AC3_encode_frame(&ctx, frame, samples);
-    printf("ret=%d\n", ret);
+    return 0;
 }
-#endif
+#endif /* TEST */
+
 
 AVCodec ac3_encoder = {
     "ac3",
-    CODEC_TYPE_AUDIO,
+    AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
     CODEC_ID_AC3,
     sizeof(AC3EncodeContext),
-    AC3_encode_init,
-    AC3_encode_frame,
-    AC3_encode_close,
+    ac3_encode_init,
+    ac3_encode_frame,
+    ac3_encode_close,
     NULL,
-    .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
-    .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52 (AC-3, E-AC-3)"),
+    .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
+    .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
+    .channel_layouts = (const int64_t[]){
+        AV_CH_LAYOUT_MONO,
+        AV_CH_LAYOUT_STEREO,
+        AV_CH_LAYOUT_2_1,
+        AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
+        AV_CH_LAYOUT_2_2,
+        AV_CH_LAYOUT_QUAD,
+        AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
+        AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
+        AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
+       (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+       (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+       (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+       (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+       (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+       (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+       (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
+        AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
+        AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
+        0 },
 };