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 Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 "avcodec.h"
  28 #include "put_bits.h"
  29
  30 #undef  CONFIG_MPEGAUDIO_HP
  31 #define CONFIG_MPEGAUDIO_HP 0
  32 #include "mpegaudio.h"
  33
  34 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  35    quantization stage) */
  36 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  37
  38 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  39
  40 typedef struct MpegAudioContext {
  41     PutBitContext pb;
  42     int nb_channels;
  43     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  44     int bitrate_index; /* bit rate */
  45     int freq_index;
  46     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  47     /* padding computation */
  48     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  49     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  50     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  51     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  52     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  53     /* code to group 3 scale factors */
  54     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  55     int sblimit; /* number of used subbands */
  56     const unsigned char *alloc_table;
  57 } MpegAudioContext;
  58
  59 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
  60 #define USE_FLOATS
  61
  62 #include "mpegaudiodata.h"
  63 #include "mpegaudiotab.h"
  64
  65 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  66 {
  67     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  68     int freq = avctx->sample_rate;
  69     int bitrate = avctx->bit_rate;
  70     int channels = avctx->channels;
  71     int i, v, table;
  72     float a;
  73
  74     if (channels <= 0 || channels > 2){
  75         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  76         return -1;
  77     }
  78     bitrate = bitrate / 1000;
  79     s->nb_channels = channels;
  80     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  81
  82     /* encoding freq */
  83     s->lsf = 0;
  84     for(i=0;i<3;i++) {
  85         if (ff_mpa_freq_tab[i] == freq)
  86             break;
  87         if ((ff_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
  88             s->lsf = 1;
  89             break;
  90         }
  91     }
  92     if (i == 3){
  93         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
  94         return -1;
  95     }
  96     s->freq_index = i;
  97
  98     /* encoding bitrate & frequency */
  99     for(i=0;i<15;i++) {
 100         if (ff_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 101             break;
 102     }
 103     if (i == 15){
 104         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 105         return -1;
 106     }
 107     s->bitrate_index = i;
 108
 109     /* compute total header size & pad bit */
 110
 111     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 112     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 113
 114     /* frame fractional size to compute padding */
 115     s->frame_frac = 0;
 116     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 117
 118     /* select the right allocation table */
 119     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 120
 121     /* number of used subbands */
 122     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 123     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 124
 125     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 126             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 127
 128     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 129         s->samples_offset[i] = 0;
 130
 131     for(i=0;i<257;i++) {
 132         int v;
 133         v = ff_mpa_enwindow[i];
 134 #if WFRAC_BITS != 16
 135         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 136 #endif
 137         filter_bank[i] = v;
 138         if ((i & 63) != 0)
 139             v = -v;
 140         if (i != 0)
 141             filter_bank[512 - i] = v;
 142     }
 143
 144     for(i=0;i<64;i++) {
 145         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 146         if (v <= 0)
 147             v = 1;
 148         scale_factor_table[i] = v;
 149 #ifdef USE_FLOATS
 150         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 151 #else
 152 #define P 15
 153         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 154         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
 155 #endif
 156     }
 157     for(i=0;i<128;i++) {
 158         v = i - 64;
 159         if (v <= -3)
 160             v = 0;
 161         else if (v < 0)
 162             v = 1;
 163         else if (v == 0)
 164             v = 2;
 165         else if (v < 3)
 166             v = 3;
 167         else
 168             v = 4;
 169         scale_diff_table[i] = v;
 170     }
 171
 172     for(i=0;i<17;i++) {
 173         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 174         if (v < 0)
 175             v = -v;
 176         else
 177             v = v * 3;
 178         total_quant_bits[i] = 12 * v;
 179     }
 180
 181     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 182     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 183
 184     return 0;
 185 }
 186
 187 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 188 static void idct32(int *out, int *tab)
 189 {
 190     int i, j;
 191     int *t, *t1, xr;
 192     const int *xp = costab32;
 193
 194     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 195
 196     t = tab + 30;
 197     t1 = tab + 2;
 198     do {
 199         t[0] += t[-4];
 200         t[1] += t[1 - 4];
 201         t -= 4;
 202     } while (t != t1);
 203
 204     t = tab + 28;
 205     t1 = tab + 4;
 206     do {
 207         t[0] += t[-8];
 208         t[1] += t[1-8];
 209         t[2] += t[2-8];
 210         t[3] += t[3-8];
 211         t -= 8;
 212     } while (t != t1);
 213
 214     t = tab;
 215     t1 = tab + 32;
 216     do {
 217         t[ 3] = -t[ 3];
 218         t[ 6] = -t[ 6];
 219
 220         t[11] = -t[11];
 221         t[12] = -t[12];
 222         t[13] = -t[13];
 223         t[15] = -t[15];
 224         t += 16;
 225     } while (t != t1);
 226
 227
 228     t = tab;
 229     t1 = tab + 8;
 230     do {
 231         int x1, x2, x3, x4;
 232
 233         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 234         x4 = t[0] - x3;
 235         x3 = t[0] + x3;
 236
 237         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 238         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 239         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 240
 241         t[ 0] = x3 + x1;
 242         t[ 8] = x4 - x2;
 243         t[16] = x4 + x2;
 244         t[24] = x3 - x1;
 245         t++;
 246     } while (t != t1);
 247
 248     xp += 2;
 249     t = tab;
 250     t1 = tab + 4;
 251     do {
 252         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 253         t[28] = (t[0] - xr);
 254         t[0] = (t[0] + xr);
 255
 256         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 257         t[ 4] = (t[24] - xr);
 258         t[24] = (t[24] + xr);
 259
 260         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 261         t[20] = (t[8] - xr);
 262         t[ 8] = (t[8] + xr);
 263
 264         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 265         t[12] = (t[16] - xr);
 266         t[16] = (t[16] + xr);
 267         t++;
 268     } while (t != t1);
 269     xp += 4;
 270
 271     for (i = 0; i < 4; i++) {
 272         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 273         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 274         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 275
 276         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 277         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 278         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 279
 280         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 281         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 282         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 283
 284         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 285         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 286         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 287
 288         xp += 2;
 289     }
 290
 291     t = tab + 30;
 292     t1 = tab + 1;
 293     do {
 294         xr = MUL(t1[0], *xp);
 295         t1[0] = (t[0] - xr);
 296         t[0] = (t[0] + xr);
 297         t -= 2;
 298         t1 += 2;
 299         xp++;
 300     } while (t >= tab);
 301
 302     for(i=0;i<32;i++) {
 303         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 304     }
 305 }
 306
 307 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 308
 309 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 310 {
 311     short *p, *q;
 312     int sum, offset, i, j;
 313     int tmp[64];
 314     int tmp1[32];
 315     int *out;
 316
 317     //    print_pow1(samples, 1152);
 318
 319     offset = s->samples_offset[ch];
 320     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 321     for(j=0;j<36;j++) {
 322         /* 32 samples at once */
 323         for(i=0;i<32;i++) {
 324             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 325             samples += incr;
 326         }
 327
 328         /* filter */
 329         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 330         q = filter_bank;
 331         /* maxsum = 23169 */
 332         for(i=0;i<64;i++) {
 333             sum = p[0*64] * q[0*64];
 334             sum += p[1*64] * q[1*64];
 335             sum += p[2*64] * q[2*64];
 336             sum += p[3*64] * q[3*64];
 337             sum += p[4*64] * q[4*64];
 338             sum += p[5*64] * q[5*64];
 339             sum += p[6*64] * q[6*64];
 340             sum += p[7*64] * q[7*64];
 341             tmp[i] = sum;
 342             p++;
 343             q++;
 344         }
 345         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 346         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 347         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 348
 349         idct32(out, tmp1);
 350
 351         /* advance of 32 samples */
 352         offset -= 32;
 353         out += 32;
 354         /* handle the wrap around */
 355         if (offset < 0) {
 356             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 357                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 358             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 359         }
 360     }
 361     s->samples_offset[ch] = offset;
 362
 363     //    print_pow(s->sb_samples, 1152);
 364 }
 365
 366 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 367                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 368                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 369                                   int sblimit)
 370 {
 371     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 372     int index, d1, d2;
 373     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 374
 375     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 376         for(i=0;i<3;i++) {
 377             /* find the max absolute value */
 378             p = &sb_samples[i][0][j];
 379             vmax = abs(*p);
 380             for(k=1;k<12;k++) {
 381                 p += SBLIMIT;
 382                 v = abs(*p);
 383                 if (v > vmax)
 384                     vmax = v;
 385             }
 386             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 387             if (vmax > 1) {
 388                 n = av_log2(vmax);
 389                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 390                    use at most 2 compares to find the index */
 391                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 392                 if (index >= 0) {
 393                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
 394                         index++;
 395                 } else {
 396                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 397                 }
 398             } else {
 399                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 400             }
 401
 402             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 403                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
 404             /* store the scale factor */
 405             assert(index >=0 && index <= 63);
 406             sf[i] = index;
 407         }
 408
 409         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 410            are close enough to each other */
 411         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 412         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 413
 414         /* handle the 25 cases */
 415         switch(d1 * 5 + d2) {
 416         case 0*5+0:
 417         case 0*5+4:
 418         case 3*5+4:
 419         case 4*5+0:
 420         case 4*5+4:
 421             code = 0;
 422             break;
 423         case 0*5+1:
 424         case 0*5+2:
 425         case 4*5+1:
 426         case 4*5+2:
 427             code = 3;
 428             sf[2] = sf[1];
 429             break;
 430         case 0*5+3:
 431         case 4*5+3:
 432             code = 3;
 433             sf[1] = sf[2];
 434             break;
 435         case 1*5+0:
 436         case 1*5+4:
 437         case 2*5+4:
 438             code = 1;
 439             sf[1] = sf[0];
 440             break;
 441         case 1*5+1:
 442         case 1*5+2:
 443         case 2*5+0:
 444         case 2*5+1:
 445         case 2*5+2:
 446             code = 2;
 447             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 448             break;
 449         case 2*5+3:
 450         case 3*5+3:
 451             code = 2;
 452             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 453             break;
 454         case 3*5+0:
 455         case 3*5+1:
 456         case 3*5+2:
 457             code = 2;
 458             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 459             break;
 460         case 1*5+3:
 461             code = 2;
 462             if (sf[0] > sf[2])
 463               sf[0] = sf[2];
 464             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 465             break;
 466         default:
 467             assert(0); //cannot happen
 468             code = 0;           /* kill warning */
 469         }
 470
 471         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 472                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 473         scale_code[j] = code;
 474         sf += 3;
 475     }
 476 }
 477
 478 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 479    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 480    but also this is the simpler. */
 481 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 482 {
 483     int i;
 484
 485     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 486         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 487     }
 488 }
 489
 490
 491 #define SB_NOTALLOCATED  0
 492 #define SB_ALLOCATED     1
 493 #define SB_NOMORE        2
 494
 495 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 496    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 497    smaller than other encoders :-) */
 498 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 499                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 500                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 501                                    int *padding)
 502 {
 503     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 504     int incr;
 505     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 506     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 507     const unsigned char *alloc;
 508
 509     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 510     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 511     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 512
 513     /* compute frame size and padding */
 514     max_frame_size = s->frame_size;
 515     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 516     if (s->frame_frac >= 65536) {
 517         s->frame_frac -= 65536;
 518         s->do_padding = 1;
 519         max_frame_size += 8;
 520     } else {
 521         s->do_padding = 0;
 522     }
 523
 524     /* compute the header + bit alloc size */
 525     current_frame_size = 32;
 526     alloc = s->alloc_table;
 527     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 528         incr = alloc[0];
 529         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 530         alloc += 1 << incr;
 531     }
 532     for(;;) {
 533         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 534         max_sb = -1;
 535         max_ch = -1;
 536         max_smr = INT_MIN;
 537         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 538             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 539                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 540                     max_smr = smr[ch][i];
 541                     max_sb = i;
 542                     max_ch = ch;
 543                 }
 544             }
 545         }
 546         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d alloc=%d\n",
 547                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb,
 548                 bit_alloc[max_sb]);
 549         if (max_sb < 0)
 550             break;
 551
 552         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 553            pointer table) */
 554         alloc = s->alloc_table;
 555         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 556             alloc += 1 << alloc[0];
 557         }
 558
 559         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 560             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 561             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 562             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
 563         } else {
 564             /* increments bit allocation */
 565             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 566             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 567                 total_quant_bits[alloc[b]];
 568         }
 569
 570         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 571             /* can increase size */
 572             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 573             current_frame_size += incr;
 574             /* decrease smr by the resolution we added */
 575             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 576             /* max allocation size reached ? */
 577             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 578                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 579             else
 580                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 581         } else {
 582             /* cannot increase the size of this subband */
 583             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 584         }
 585     }
 586     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 587     assert(*padding >= 0);
 588 }
 589
 590 /*
 591  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 592  * compared to other encoders :-)
 593  */
 594 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 595                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 596                          int padding)
 597 {
 598     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 599     unsigned char *sf;
 600     int q[3];
 601     PutBitContext *p = &s->pb;
 602
 603     /* header */
 604
 605     put_bits(p, 12, 0xfff);
 606     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 607     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 608     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 609     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 610     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 611     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 612     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 613     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 614     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 615     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 616     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 617     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 618
 619     /* bit allocation */
 620     j = 0;
 621     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 622         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 623         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 624             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 625         }
 626         j += 1 << bit_alloc_bits;
 627     }
 628
 629     /* scale codes */
 630     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 631         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 632             if (bit_alloc[ch][i])
 633                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 634         }
 635     }
 636
 637     /* scale factors */
 638     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 639         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 640             if (bit_alloc[ch][i]) {
 641                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 642                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 643                 case 0:
 644                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 645                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 646                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 647                     break;
 648                 case 3:
 649                 case 1:
 650                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 651                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 652                     break;
 653                 case 2:
 654                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 655                     break;
 656                 }
 657             }
 658         }
 659     }
 660
 661     /* quantization & write sub band samples */
 662
 663     for(k=0;k<3;k++) {
 664         for(l=0;l<12;l+=3) {
 665             j = 0;
 666             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 667                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 668                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 669                     b = bit_alloc[ch][i];
 670                     if (b) {
 671                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 672                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 673                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 674                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 675                         for(m=0;m<3;m++) {
 676                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 677                             /* divide by scale factor */
 678 #ifdef USE_FLOATS
 679                             {
 680                                 float a;
 681                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 682                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 683                             }
 684 #else
 685                             {
 686                                 int q1, e, shift, mult;
 687                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 688                                 shift = scale_factor_shift[e];
 689                                 mult = scale_factor_mult[e];
 690
 691                                 /* normalize to P bits */
 692                                 if (shift < 0)
 693                                     q1 = sample << (-shift);
 694                                 else
 695                                     q1 = sample >> shift;
 696                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 697                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 698                             }
 699 #endif
 700                             if (q[m] >= steps)
 701                                 q[m] = steps - 1;
 702                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 703                         }
 704                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 705                         if (bits < 0) {
 706                             /* group the 3 values to save bits */
 707                             put_bits(p, -bits,
 708                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 709                         } else {
 710                             put_bits(p, bits, q[0]);
 711                             put_bits(p, bits, q[1]);
 712                             put_bits(p, bits, q[2]);
 713                         }
 714                     }
 715                 }
 716                 /* next subband in alloc table */
 717                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 718             }
 719         }
 720     }
 721
 722     /* padding */
 723     for(i=0;i<padding;i++)
 724         put_bits(p, 1, 0);
 725
 726     /* flush */
 727     flush_put_bits(p);
 728 }
 729
 730 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 731                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 732 {
 733     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 734     const short *samples = data;
 735     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 736     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 737     int padding, i;
 738
 739     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 740         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 741     }
 742
 743     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 744         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 745                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 746     }
 747     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 748         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 749     }
 750     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 751
 752     init_put_bits(&s->pb, frame, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
 753
 754     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 755
 756     return put_bits_ptr(&s->pb) - s->pb.buf;
 757 }
 758
 759 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 760 {
 761     av_freep(&avctx->coded_frame);
 762     return 0;
 763 }
 764
 765 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 766     "mp2",
 767     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 768     CODEC_ID_MP2,
 769     sizeof(MpegAudioContext),
 770     MPA_encode_init,
 771     MPA_encode_frame,
 772     MPA_encode_close,
 773     NULL,
 774     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
 775     .supported_samplerates= (const int[]){44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0},
 776     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 777 };
 778
 779 #undef FIX