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 "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 #include "mpegaudio.h"
  37 #include "mpegaudiodsp.h"
  38
  39 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  40    quantization stage) */
  41 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  42
  43 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  44
  45 typedef struct MpegAudioContext {
  46     PutBitContext pb;
  47     int nb_channels;
  48     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  49     int bitrate_index; /* bit rate */
  50     int freq_index;
  51     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  52     /* padding computation */
  53     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  54     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  55     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  56     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  57     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  58     /* code to group 3 scale factors */
  59     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  60     int sblimit; /* number of used subbands */
  61     const unsigned char *alloc_table;
  62 } MpegAudioContext;
  63
  64 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
  65 #define USE_FLOATS
  66
  67 #include "mpegaudiodata.h"
  68 #include "mpegaudiotab.h"
  69
  70 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  71 {
  72     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  73     int freq = avctx->sample_rate;
  74     int bitrate = avctx->bit_rate;
  75     int channels = avctx->channels;
  76     int i, v, table;
  77     float a;
  78
  79     if (channels <= 0 || channels > 2){
  80         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  81         return AVERROR(EINVAL);
  82     }
  83     bitrate = bitrate / 1000;
  84     s->nb_channels = channels;
  85     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  86     avctx->delay      = 512 - 32 + 1;
  87
  88     /* encoding freq */
  89     s->lsf = 0;
  90     for(i=0;i<3;i++) {
  91         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
  92             break;
  93         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
  94             s->lsf = 1;
  95             break;
  96         }
  97     }
  98     if (i == 3){
  99         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
 100         return AVERROR(EINVAL);
 101     }
 102     s->freq_index = i;
 103
 104     /* encoding bitrate & frequency */
 105     for(i=0;i<15;i++) {
 106         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 107             break;
 108     }
 109     if (i == 15){
 110         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 111         return AVERROR(EINVAL);
 112     }
 113     s->bitrate_index = i;
 114
 115     /* compute total header size & pad bit */
 116
 117     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 118     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 119
 120     /* frame fractional size to compute padding */
 121     s->frame_frac = 0;
 122     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 123
 124     /* select the right allocation table */
 125     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 126
 127     /* number of used subbands */
 128     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 129     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 130
 131     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 132             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 133
 134     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 135         s->samples_offset[i] = 0;
 136
 137     for(i=0;i<257;i++) {
 138         int v;
 139         v = ff_mpa_enwindow[i];
 140 #if WFRAC_BITS != 16
 141         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 142 #endif
 143         filter_bank[i] = v;
 144         if ((i & 63) != 0)
 145             v = -v;
 146         if (i != 0)
 147             filter_bank[512 - i] = v;
 148     }
 149
 150     for(i=0;i<64;i++) {
 151         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 152         if (v <= 0)
 153             v = 1;
 154         scale_factor_table[i] = v;
 155 #ifdef USE_FLOATS
 156         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 157 #else
 158 #define P 15
 159         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 160         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
 161 #endif
 162     }
 163     for(i=0;i<128;i++) {
 164         v = i - 64;
 165         if (v <= -3)
 166             v = 0;
 167         else if (v < 0)
 168             v = 1;
 169         else if (v == 0)
 170             v = 2;
 171         else if (v < 3)
 172             v = 3;
 173         else
 174             v = 4;
 175         scale_diff_table[i] = v;
 176     }
 177
 178     for(i=0;i<17;i++) {
 179         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 180         if (v < 0)
 181             v = -v;
 182         else
 183             v = v * 3;
 184         total_quant_bits[i] = 12 * v;
 185     }
 186
 187     return 0;
 188 }
 189
 190 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 191 static void idct32(int *out, int *tab)
 192 {
 193     int i, j;
 194     int *t, *t1, xr;
 195     const int *xp = costab32;
 196
 197     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 198
 199     t = tab + 30;
 200     t1 = tab + 2;
 201     do {
 202         t[0] += t[-4];
 203         t[1] += t[1 - 4];
 204         t -= 4;
 205     } while (t != t1);
 206
 207     t = tab + 28;
 208     t1 = tab + 4;
 209     do {
 210         t[0] += t[-8];
 211         t[1] += t[1-8];
 212         t[2] += t[2-8];
 213         t[3] += t[3-8];
 214         t -= 8;
 215     } while (t != t1);
 216
 217     t = tab;
 218     t1 = tab + 32;
 219     do {
 220         t[ 3] = -t[ 3];
 221         t[ 6] = -t[ 6];
 222
 223         t[11] = -t[11];
 224         t[12] = -t[12];
 225         t[13] = -t[13];
 226         t[15] = -t[15];
 227         t += 16;
 228     } while (t != t1);
 229
 230
 231     t = tab;
 232     t1 = tab + 8;
 233     do {
 234         int x1, x2, x3, x4;
 235
 236         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 237         x4 = t[0] - x3;
 238         x3 = t[0] + x3;
 239
 240         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 241         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 242         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 243
 244         t[ 0] = x3 + x1;
 245         t[ 8] = x4 - x2;
 246         t[16] = x4 + x2;
 247         t[24] = x3 - x1;
 248         t++;
 249     } while (t != t1);
 250
 251     xp += 2;
 252     t = tab;
 253     t1 = tab + 4;
 254     do {
 255         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 256         t[28] = (t[0] - xr);
 257         t[0] = (t[0] + xr);
 258
 259         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 260         t[ 4] = (t[24] - xr);
 261         t[24] = (t[24] + xr);
 262
 263         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 264         t[20] = (t[8] - xr);
 265         t[ 8] = (t[8] + xr);
 266
 267         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 268         t[12] = (t[16] - xr);
 269         t[16] = (t[16] + xr);
 270         t++;
 271     } while (t != t1);
 272     xp += 4;
 273
 274     for (i = 0; i < 4; i++) {
 275         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 276         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 277         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 278
 279         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 280         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 281         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 282
 283         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 284         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 285         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 286
 287         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 288         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 289         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 290
 291         xp += 2;
 292     }
 293
 294     t = tab + 30;
 295     t1 = tab + 1;
 296     do {
 297         xr = MUL(t1[0], *xp);
 298         t1[0] = (t[0] - xr);
 299         t[0] = (t[0] + xr);
 300         t -= 2;
 301         t1 += 2;
 302         xp++;
 303     } while (t >= tab);
 304
 305     for(i=0;i<32;i++) {
 306         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 307     }
 308 }
 309
 310 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 311
 312 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 313 {
 314     short *p, *q;
 315     int sum, offset, i, j;
 316     int tmp[64];
 317     int tmp1[32];
 318     int *out;
 319
 320     offset = s->samples_offset[ch];
 321     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 322     for(j=0;j<36;j++) {
 323         /* 32 samples at once */
 324         for(i=0;i<32;i++) {
 325             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 326             samples += incr;
 327         }
 328
 329         /* filter */
 330         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 331         q = filter_bank;
 332         /* maxsum = 23169 */
 333         for(i=0;i<64;i++) {
 334             sum = p[0*64] * q[0*64];
 335             sum += p[1*64] * q[1*64];
 336             sum += p[2*64] * q[2*64];
 337             sum += p[3*64] * q[3*64];
 338             sum += p[4*64] * q[4*64];
 339             sum += p[5*64] * q[5*64];
 340             sum += p[6*64] * q[6*64];
 341             sum += p[7*64] * q[7*64];
 342             tmp[i] = sum;
 343             p++;
 344             q++;
 345         }
 346         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 347         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 348         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 349
 350         idct32(out, tmp1);
 351
 352         /* advance of 32 samples */
 353         offset -= 32;
 354         out += 32;
 355         /* handle the wrap around */
 356         if (offset < 0) {
 357             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 358                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 359             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 360         }
 361     }
 362     s->samples_offset[ch] = offset;
 363 }
 364
 365 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 366                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 367                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 368                                   int sblimit)
 369 {
 370     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 371     int index, d1, d2;
 372     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 373
 374     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 375         for(i=0;i<3;i++) {
 376             /* find the max absolute value */
 377             p = &sb_samples[i][0][j];
 378             vmax = abs(*p);
 379             for(k=1;k<12;k++) {
 380                 p += SBLIMIT;
 381                 v = abs(*p);
 382                 if (v > vmax)
 383                     vmax = v;
 384             }
 385             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 386             if (vmax > 1) {
 387                 n = av_log2(vmax);
 388                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 389                    use at most 2 compares to find the index */
 390                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 391                 if (index >= 0) {
 392                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
 393                         index++;
 394                 } else {
 395                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 396                 }
 397             } else {
 398                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 399             }
 400
 401             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 402                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
 403             /* store the scale factor */
 404             assert(index >=0 && index <= 63);
 405             sf[i] = index;
 406         }
 407
 408         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 409            are close enough to each other */
 410         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 411         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 412
 413         /* handle the 25 cases */
 414         switch(d1 * 5 + d2) {
 415         case 0*5+0:
 416         case 0*5+4:
 417         case 3*5+4:
 418         case 4*5+0:
 419         case 4*5+4:
 420             code = 0;
 421             break;
 422         case 0*5+1:
 423         case 0*5+2:
 424         case 4*5+1:
 425         case 4*5+2:
 426             code = 3;
 427             sf[2] = sf[1];
 428             break;
 429         case 0*5+3:
 430         case 4*5+3:
 431             code = 3;
 432             sf[1] = sf[2];
 433             break;
 434         case 1*5+0:
 435         case 1*5+4:
 436         case 2*5+4:
 437             code = 1;
 438             sf[1] = sf[0];
 439             break;
 440         case 1*5+1:
 441         case 1*5+2:
 442         case 2*5+0:
 443         case 2*5+1:
 444         case 2*5+2:
 445             code = 2;
 446             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 447             break;
 448         case 2*5+3:
 449         case 3*5+3:
 450             code = 2;
 451             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 452             break;
 453         case 3*5+0:
 454         case 3*5+1:
 455         case 3*5+2:
 456             code = 2;
 457             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 458             break;
 459         case 1*5+3:
 460             code = 2;
 461             if (sf[0] > sf[2])
 462               sf[0] = sf[2];
 463             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 464             break;
 465         default:
 466             assert(0); //cannot happen
 467             code = 0;           /* kill warning */
 468         }
 469
 470         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 471                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 472         scale_code[j] = code;
 473         sf += 3;
 474     }
 475 }
 476
 477 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 478    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 479    but also this is the simpler. */
 480 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 481 {
 482     int i;
 483
 484     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 485         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 486     }
 487 }
 488
 489
 490 #define SB_NOTALLOCATED  0
 491 #define SB_ALLOCATED     1
 492 #define SB_NOMORE        2
 493
 494 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 495    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 496    smaller than other encoders :-) */
 497 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 498                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 499                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 500                                    int *padding)
 501 {
 502     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 503     int incr;
 504     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 505     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 506     const unsigned char *alloc;
 507
 508     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 509     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 510     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 511
 512     /* compute frame size and padding */
 513     max_frame_size = s->frame_size;
 514     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 515     if (s->frame_frac >= 65536) {
 516         s->frame_frac -= 65536;
 517         s->do_padding = 1;
 518         max_frame_size += 8;
 519     } else {
 520         s->do_padding = 0;
 521     }
 522
 523     /* compute the header + bit alloc size */
 524     current_frame_size = 32;
 525     alloc = s->alloc_table;
 526     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 527         incr = alloc[0];
 528         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 529         alloc += 1 << incr;
 530     }
 531     for(;;) {
 532         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 533         max_sb = -1;
 534         max_ch = -1;
 535         max_smr = INT_MIN;
 536         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 537             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 538                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 539                     max_smr = smr[ch][i];
 540                     max_sb = i;
 541                     max_ch = ch;
 542                 }
 543             }
 544         }
 545         if (max_sb < 0)
 546             break;
 547         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 548                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 549                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 550
 551         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 552            pointer table) */
 553         alloc = s->alloc_table;
 554         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 555             alloc += 1 << alloc[0];
 556         }
 557
 558         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 559             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 560             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 561             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
 562         } else {
 563             /* increments bit allocation */
 564             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 565             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 566                 total_quant_bits[alloc[b]];
 567         }
 568
 569         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 570             /* can increase size */
 571             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 572             current_frame_size += incr;
 573             /* decrease smr by the resolution we added */
 574             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 575             /* max allocation size reached ? */
 576             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 577                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 578             else
 579                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 580         } else {
 581             /* cannot increase the size of this subband */
 582             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 583         }
 584     }
 585     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 586     assert(*padding >= 0);
 587 }
 588
 589 /*
 590  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 591  * compared to other encoders :-)
 592  */
 593 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 594                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 595                          int padding)
 596 {
 597     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 598     unsigned char *sf;
 599     int q[3];
 600     PutBitContext *p = &s->pb;
 601
 602     /* header */
 603
 604     put_bits(p, 12, 0xfff);
 605     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 606     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 607     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 608     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 609     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 610     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 611     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 612     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 613     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 614     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 615     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 616     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 617
 618     /* bit allocation */
 619     j = 0;
 620     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 621         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 622         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 623             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 624         }
 625         j += 1 << bit_alloc_bits;
 626     }
 627
 628     /* scale codes */
 629     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 630         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 631             if (bit_alloc[ch][i])
 632                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 633         }
 634     }
 635
 636     /* scale factors */
 637     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 638         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 639             if (bit_alloc[ch][i]) {
 640                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 641                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 642                 case 0:
 643                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 644                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 645                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 646                     break;
 647                 case 3:
 648                 case 1:
 649                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 650                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 651                     break;
 652                 case 2:
 653                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 654                     break;
 655                 }
 656             }
 657         }
 658     }
 659
 660     /* quantization & write sub band samples */
 661
 662     for(k=0;k<3;k++) {
 663         for(l=0;l<12;l+=3) {
 664             j = 0;
 665             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 666                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 667                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 668                     b = bit_alloc[ch][i];
 669                     if (b) {
 670                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 671                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 672                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 673                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 674                         for(m=0;m<3;m++) {
 675                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 676                             /* divide by scale factor */
 677 #ifdef USE_FLOATS
 678                             {
 679                                 float a;
 680                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 681                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 682                             }
 683 #else
 684                             {
 685                                 int q1, e, shift, mult;
 686                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 687                                 shift = scale_factor_shift[e];
 688                                 mult = scale_factor_mult[e];
 689
 690                                 /* normalize to P bits */
 691                                 if (shift < 0)
 692                                     q1 = sample << (-shift);
 693                                 else
 694                                     q1 = sample >> shift;
 695                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 696                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 697                             }
 698 #endif
 699                             if (q[m] >= steps)
 700                                 q[m] = steps - 1;
 701                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 702                         }
 703                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 704                         if (bits < 0) {
 705                             /* group the 3 values to save bits */
 706                             put_bits(p, -bits,
 707                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 708                         } else {
 709                             put_bits(p, bits, q[0]);
 710                             put_bits(p, bits, q[1]);
 711                             put_bits(p, bits, q[2]);
 712                         }
 713                     }
 714                 }
 715                 /* next subband in alloc table */
 716                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 717             }
 718         }
 719     }
 720
 721     /* padding */
 722     for(i=0;i<padding;i++)
 723         put_bits(p, 1, 0);
 724
 725     /* flush */
 726     flush_put_bits(p);
 727 }
 728
 729 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 730                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 731 {
 732     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 733     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 734     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 735     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 736     int padding, i, ret;
 737
 738     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 739         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 740     }
 741
 742     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 743         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 744                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 745     }
 746     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 747         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 748     }
 749     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 750
 751     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE))) {
 752         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 753         return ret;
 754     }
 755
 756     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 757
 758     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 759
 760     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 761         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
 762
 763     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
 764     *got_packet_ptr = 1;
 765     return 0;
 766 }
 767
 768 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 769     { "b",    "128k" },
 770     { NULL },
 771 };
 772
 773 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 774     .name                  = "mp2",
 775     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 776     .id                    = AV_CODEC_ID_MP2,
 777     .priv_data_size        = sizeof(MpegAudioContext),
 778     .init                  = MPA_encode_init,
 779     .encode2               = MPA_encode_frame,
 780     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 781                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 782     .supported_samplerates = (const int[]){
 783         44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0
 784     },
 785     .channel_layouts       = (const uint64_t[]){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
 786                                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 787                                                  0 },
 788     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 789     .defaults              = mp2_defaults,
 790 };