git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegaudioenc.c

   1 /*
   2  * The simplest mpeg audio layer 2 encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * The simplest mpeg audio layer 2 encoder.
  25  */
  26
  27 #include "libavutil/channel_layout.h"
  28
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "put_bits.h"
  32
  33 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  34 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
  35
  36 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
  37 #define USE_FLOATS
  38
  39 #include "mpegaudio.h"
  40 #include "mpegaudiodsp.h"
  41 #include "mpegaudiodata.h"
  42 #include "mpegaudiotab.h"
  43
  44 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  45    quantization stage) */
  46 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  47
  48 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  49
  50 typedef struct MpegAudioContext {
  51     PutBitContext pb;
  52     int nb_channels;
  53     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  54     int bitrate_index; /* bit rate */
  55     int freq_index;
  56     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  57     /* padding computation */
  58     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  59     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  60     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  61     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  62     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  63     /* code to group 3 scale factors */
  64     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  65     int sblimit; /* number of used subbands */
  66     const unsigned char *alloc_table;
  67     int16_t filter_bank[512];
  68     int scale_factor_table[64];
  69     unsigned char scale_diff_table[128];
  70 #ifdef USE_FLOATS
  71     float scale_factor_inv_table[64];
  72 #else
  73     int8_t scale_factor_shift[64];
  74     unsigned short scale_factor_mult[64];
  75 #endif
  76     unsigned short total_quant_bits[17]; /* total number of bits per allocation group */
  77 } MpegAudioContext;
  78
  79 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  80 {
  81     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  82     int freq = avctx->sample_rate;
  83     int bitrate = avctx->bit_rate;
  84     int channels = avctx->channels;
  85     int i, v, table;
  86     float a;
  87
  88     if (channels <= 0 || channels > 2){
  89         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  90         return AVERROR(EINVAL);
  91     }
  92     bitrate = bitrate / 1000;
  93     s->nb_channels = channels;
  94     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  95     avctx->delay      = 512 - 32 + 1;
  96
  97     /* encoding freq */
  98     s->lsf = 0;
  99     for(i=0;i<3;i++) {
 100         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
 101             break;
 102         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
 103             s->lsf = 1;
 104             break;
 105         }
 106     }
 107     if (i == 3){
 108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
 109         return AVERROR(EINVAL);
 110     }
 111     s->freq_index = i;
 112
 113     /* encoding bitrate & frequency */
 114     for(i=0;i<15;i++) {
 115         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 116             break;
 117     }
 118     if (i == 15){
 119         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 120         return AVERROR(EINVAL);
 121     }
 122     s->bitrate_index = i;
 123
 124     /* compute total header size & pad bit */
 125
 126     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 127     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 128
 129     /* frame fractional size to compute padding */
 130     s->frame_frac = 0;
 131     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 132
 133     /* select the right allocation table */
 134     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 135
 136     /* number of used subbands */
 137     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 138     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 139
 140     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 141             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 142
 143     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 144         s->samples_offset[i] = 0;
 145
 146     for(i=0;i<257;i++) {
 147         int v;
 148         v = ff_mpa_enwindow[i];
 149 #if WFRAC_BITS != 16
 150         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 151 #endif
 152         s->filter_bank[i] = v;
 153         if ((i & 63) != 0)
 154             v = -v;
 155         if (i != 0)
 156             s->filter_bank[512 - i] = v;
 157     }
 158
 159     for(i=0;i<64;i++) {
 160         v = (int)(exp2((3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 161         if (v <= 0)
 162             v = 1;
 163         s->scale_factor_table[i] = v;
 164 #ifdef USE_FLOATS
 165         s->scale_factor_inv_table[i] = exp2(-(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 166 #else
 167 #define P 15
 168         s->scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 169         s->scale_factor_mult[i] = (1 << P) * exp2((i % 3) / 3.0);
 170 #endif
 171     }
 172     for(i=0;i<128;i++) {
 173         v = i - 64;
 174         if (v <= -3)
 175             v = 0;
 176         else if (v < 0)
 177             v = 1;
 178         else if (v == 0)
 179             v = 2;
 180         else if (v < 3)
 181             v = 3;
 182         else
 183             v = 4;
 184         s->scale_diff_table[i] = v;
 185     }
 186
 187     for(i=0;i<17;i++) {
 188         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 189         if (v < 0)
 190             v = -v;
 191         else
 192             v = v * 3;
 193         s->total_quant_bits[i] = 12 * v;
 194     }
 195
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 200 static void idct32(int *out, int *tab)
 201 {
 202     int i, j;
 203     int *t, *t1, xr;
 204     const int *xp = costab32;
 205
 206     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 207
 208     t = tab + 30;
 209     t1 = tab + 2;
 210     do {
 211         t[0] += t[-4];
 212         t[1] += t[1 - 4];
 213         t -= 4;
 214     } while (t != t1);
 215
 216     t = tab + 28;
 217     t1 = tab + 4;
 218     do {
 219         t[0] += t[-8];
 220         t[1] += t[1-8];
 221         t[2] += t[2-8];
 222         t[3] += t[3-8];
 223         t -= 8;
 224     } while (t != t1);
 225
 226     t = tab;
 227     t1 = tab + 32;
 228     do {
 229         t[ 3] = -t[ 3];
 230         t[ 6] = -t[ 6];
 231
 232         t[11] = -t[11];
 233         t[12] = -t[12];
 234         t[13] = -t[13];
 235         t[15] = -t[15];
 236         t += 16;
 237     } while (t != t1);
 238
 239
 240     t = tab;
 241     t1 = tab + 8;
 242     do {
 243         int x1, x2, x3, x4;
 244
 245         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 246         x4 = t[0] - x3;
 247         x3 = t[0] + x3;
 248
 249         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 250         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 251         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 252
 253         t[ 0] = x3 + x1;
 254         t[ 8] = x4 - x2;
 255         t[16] = x4 + x2;
 256         t[24] = x3 - x1;
 257         t++;
 258     } while (t != t1);
 259
 260     xp += 2;
 261     t = tab;
 262     t1 = tab + 4;
 263     do {
 264         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 265         t[28] = (t[0] - xr);
 266         t[0] = (t[0] + xr);
 267
 268         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 269         t[ 4] = (t[24] - xr);
 270         t[24] = (t[24] + xr);
 271
 272         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 273         t[20] = (t[8] - xr);
 274         t[ 8] = (t[8] + xr);
 275
 276         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 277         t[12] = (t[16] - xr);
 278         t[16] = (t[16] + xr);
 279         t++;
 280     } while (t != t1);
 281     xp += 4;
 282
 283     for (i = 0; i < 4; i++) {
 284         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 285         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 286         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 287
 288         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 289         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 290         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 291
 292         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 293         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 294         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 295
 296         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 297         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 298         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 299
 300         xp += 2;
 301     }
 302
 303     t = tab + 30;
 304     t1 = tab + 1;
 305     do {
 306         xr = MUL(t1[0], *xp);
 307         t1[0] = (t[0] - xr);
 308         t[0] = (t[0] + xr);
 309         t -= 2;
 310         t1 += 2;
 311         xp++;
 312     } while (t >= tab);
 313
 314     for(i=0;i<32;i++) {
 315         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 316     }
 317 }
 318
 319 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 320
 321 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 322 {
 323     short *p, *q;
 324     int sum, offset, i, j;
 325     int tmp[64];
 326     int tmp1[32];
 327     int *out;
 328
 329     offset = s->samples_offset[ch];
 330     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 331     for(j=0;j<36;j++) {
 332         /* 32 samples at once */
 333         for(i=0;i<32;i++) {
 334             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 335             samples += incr;
 336         }
 337
 338         /* filter */
 339         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 340         q = s->filter_bank;
 341         /* maxsum = 23169 */
 342         for(i=0;i<64;i++) {
 343             sum = p[0*64] * q[0*64];
 344             sum += p[1*64] * q[1*64];
 345             sum += p[2*64] * q[2*64];
 346             sum += p[3*64] * q[3*64];
 347             sum += p[4*64] * q[4*64];
 348             sum += p[5*64] * q[5*64];
 349             sum += p[6*64] * q[6*64];
 350             sum += p[7*64] * q[7*64];
 351             tmp[i] = sum;
 352             p++;
 353             q++;
 354         }
 355         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 356         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 357         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 358
 359         idct32(out, tmp1);
 360
 361         /* advance of 32 samples */
 362         offset -= 32;
 363         out += 32;
 364         /* handle the wrap around */
 365         if (offset < 0) {
 366             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 367                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 368             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 369         }
 370     }
 371     s->samples_offset[ch] = offset;
 372 }
 373
 374 static void compute_scale_factors(MpegAudioContext *s,
 375                                   unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 376                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 377                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 378                                   int sblimit)
 379 {
 380     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 381     int index, d1, d2;
 382     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 383
 384     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 385         for(i=0;i<3;i++) {
 386             /* find the max absolute value */
 387             p = &sb_samples[i][0][j];
 388             vmax = abs(*p);
 389             for(k=1;k<12;k++) {
 390                 p += SBLIMIT;
 391                 v = abs(*p);
 392                 if (v > vmax)
 393                     vmax = v;
 394             }
 395             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 396             if (vmax > 1) {
 397                 n = av_log2(vmax);
 398                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 399                    use at most 2 compares to find the index */
 400                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 401                 if (index >= 0) {
 402                     while (vmax <= s->scale_factor_table[index+1])
 403                         index++;
 404                 } else {
 405                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 406                 }
 407             } else {
 408                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 409             }
 410
 411             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 412                     j, i, vmax, s->scale_factor_table[index], index);
 413             /* store the scale factor */
 414             av_assert2(index >=0 && index <= 63);
 415             sf[i] = index;
 416         }
 417
 418         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 419            are close enough to each other */
 420         d1 = s->scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 421         d2 = s->scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 422
 423         /* handle the 25 cases */
 424         switch(d1 * 5 + d2) {
 425         case 0*5+0:
 426         case 0*5+4:
 427         case 3*5+4:
 428         case 4*5+0:
 429         case 4*5+4:
 430             code = 0;
 431             break;
 432         case 0*5+1:
 433         case 0*5+2:
 434         case 4*5+1:
 435         case 4*5+2:
 436             code = 3;
 437             sf[2] = sf[1];
 438             break;
 439         case 0*5+3:
 440         case 4*5+3:
 441             code = 3;
 442             sf[1] = sf[2];
 443             break;
 444         case 1*5+0:
 445         case 1*5+4:
 446         case 2*5+4:
 447             code = 1;
 448             sf[1] = sf[0];
 449             break;
 450         case 1*5+1:
 451         case 1*5+2:
 452         case 2*5+0:
 453         case 2*5+1:
 454         case 2*5+2:
 455             code = 2;
 456             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 457             break;
 458         case 2*5+3:
 459         case 3*5+3:
 460             code = 2;
 461             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 462             break;
 463         case 3*5+0:
 464         case 3*5+1:
 465         case 3*5+2:
 466             code = 2;
 467             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 468             break;
 469         case 1*5+3:
 470             code = 2;
 471             if (sf[0] > sf[2])
 472               sf[0] = sf[2];
 473             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 474             break;
 475         default:
 476             av_assert2(0); //cannot happen
 477             code = 0;           /* kill warning */
 478         }
 479
 480         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 481                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 482         scale_code[j] = code;
 483         sf += 3;
 484     }
 485 }
 486
 487 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 488    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 489    but also this is the simpler. */
 490 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 491 {
 492     int i;
 493
 494     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 495         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 496     }
 497 }
 498
 499
 500 #define SB_NOTALLOCATED  0
 501 #define SB_ALLOCATED     1
 502 #define SB_NOMORE        2
 503
 504 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 505    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 506    smaller than other encoders :-) */
 507 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 508                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 509                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 510                                    int *padding)
 511 {
 512     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 513     int incr;
 514     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 515     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 516     const unsigned char *alloc;
 517
 518     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 519     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 520     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 521
 522     /* compute frame size and padding */
 523     max_frame_size = s->frame_size;
 524     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 525     if (s->frame_frac >= 65536) {
 526         s->frame_frac -= 65536;
 527         s->do_padding = 1;
 528         max_frame_size += 8;
 529     } else {
 530         s->do_padding = 0;
 531     }
 532
 533     /* compute the header + bit alloc size */
 534     current_frame_size = 32;
 535     alloc = s->alloc_table;
 536     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 537         incr = alloc[0];
 538         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 539         alloc += 1 << incr;
 540     }
 541     for(;;) {
 542         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 543         max_sb = -1;
 544         max_ch = -1;
 545         max_smr = INT_MIN;
 546         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 547             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 548                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 549                     max_smr = smr[ch][i];
 550                     max_sb = i;
 551                     max_ch = ch;
 552                 }
 553             }
 554         }
 555         if (max_sb < 0)
 556             break;
 557         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 558                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 559                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 560
 561         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 562            pointer table) */
 563         alloc = s->alloc_table;
 564         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 565             alloc += 1 << alloc[0];
 566         }
 567
 568         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 569             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 570             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 571             incr += s->total_quant_bits[alloc[1]];
 572         } else {
 573             /* increments bit allocation */
 574             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 575             incr = s->total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 576                 s->total_quant_bits[alloc[b]];
 577         }
 578
 579         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 580             /* can increase size */
 581             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 582             current_frame_size += incr;
 583             /* decrease smr by the resolution we added */
 584             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 585             /* max allocation size reached ? */
 586             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 587                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 588             else
 589                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 590         } else {
 591             /* cannot increase the size of this subband */
 592             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 593         }
 594     }
 595     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 596     av_assert0(*padding >= 0);
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 601  * compared to other encoders :-)
 602  */
 603 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 604                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 605                          int padding)
 606 {
 607     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 608     unsigned char *sf;
 609     int q[3];
 610     PutBitContext *p = &s->pb;
 611
 612     /* header */
 613
 614     put_bits(p, 12, 0xfff);
 615     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 616     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 617     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 618     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 619     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 620     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 621     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 622     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 623     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 624     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 625     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 626     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 627
 628     /* bit allocation */
 629     j = 0;
 630     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 631         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 632         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 633             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 634         }
 635         j += 1 << bit_alloc_bits;
 636     }
 637
 638     /* scale codes */
 639     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 640         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 641             if (bit_alloc[ch][i])
 642                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 643         }
 644     }
 645
 646     /* scale factors */
 647     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 648         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 649             if (bit_alloc[ch][i]) {
 650                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 651                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 652                 case 0:
 653                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 654                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 655                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 656                     break;
 657                 case 3:
 658                 case 1:
 659                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 660                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 661                     break;
 662                 case 2:
 663                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 664                     break;
 665                 }
 666             }
 667         }
 668     }
 669
 670     /* quantization & write sub band samples */
 671
 672     for(k=0;k<3;k++) {
 673         for(l=0;l<12;l+=3) {
 674             j = 0;
 675             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 676                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 677                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 678                     b = bit_alloc[ch][i];
 679                     if (b) {
 680                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 681                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 682                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 683                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 684                         for(m=0;m<3;m++) {
 685                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 686                             /* divide by scale factor */
 687 #ifdef USE_FLOATS
 688                             {
 689                                 float a;
 690                                 a = (float)sample * s->scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 691                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 692                             }
 693 #else
 694                             {
 695                                 int q1, e, shift, mult;
 696                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 697                                 shift = s->scale_factor_shift[e];
 698                                 mult = s->scale_factor_mult[e];
 699
 700                                 /* normalize to P bits */
 701                                 if (shift < 0)
 702                                     q1 = sample << (-shift);
 703                                 else
 704                                     q1 = sample >> shift;
 705                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 706                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 707                                 if (q[m] < 0)
 708                                     q[m] = 0;
 709                             }
 710 #endif
 711                             if (q[m] >= steps)
 712                                 q[m] = steps - 1;
 713                             av_assert2(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 714                         }
 715                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 716                         if (bits < 0) {
 717                             /* group the 3 values to save bits */
 718                             put_bits(p, -bits,
 719                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 720                         } else {
 721                             put_bits(p, bits, q[0]);
 722                             put_bits(p, bits, q[1]);
 723                             put_bits(p, bits, q[2]);
 724                         }
 725                     }
 726                 }
 727                 /* next subband in alloc table */
 728                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 729             }
 730         }
 731     }
 732
 733     /* padding */
 734     for(i=0;i<padding;i++)
 735         put_bits(p, 1, 0);
 736
 737     /* flush */
 738     flush_put_bits(p);
 739 }
 740
 741 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 742                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 743 {
 744     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 745     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 746     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 747     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 748     int padding, i, ret;
 749
 750     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 751         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 752     }
 753
 754     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 755         compute_scale_factors(s, s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 756                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 757     }
 758     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 759         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 760     }
 761     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 762
 763     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)) < 0)
 764         return ret;
 765
 766     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 767
 768     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 769
 770     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 771         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
 772
 773     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
 774     *got_packet_ptr = 1;
 775     return 0;
 776 }
 777
 778 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 779     { "b",    "128k" },
 780     { NULL },
 781 };
 782
 783 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 784     .name                  = "mp2",
 785     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 786     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 787     .id                    = AV_CODEC_ID_MP2,
 788     .priv_data_size        = sizeof(MpegAudioContext),
 789     .init                  = MPA_encode_init,
 790     .encode2               = MPA_encode_frame,
 791     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 792                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 793     .supported_samplerates = (const int[]){
 794         44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0
 795     },
 796     .channel_layouts       = (const uint64_t[]){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
 797                                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 798                                                  0 },
 799     .defaults              = mp2_defaults,
 800 };