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/audioconvert.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 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 188     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 189     if (!avctx->coded_frame)
 190         return AVERROR(ENOMEM);
 191 #endif
 192
 193     return 0;
 194 }
 195
 196 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 197 static void idct32(int *out, int *tab)
 198 {
 199     int i, j;
 200     int *t, *t1, xr;
 201     const int *xp = costab32;
 202
 203     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 204
 205     t = tab + 30;
 206     t1 = tab + 2;
 207     do {
 208         t[0] += t[-4];
 209         t[1] += t[1 - 4];
 210         t -= 4;
 211     } while (t != t1);
 212
 213     t = tab + 28;
 214     t1 = tab + 4;
 215     do {
 216         t[0] += t[-8];
 217         t[1] += t[1-8];
 218         t[2] += t[2-8];
 219         t[3] += t[3-8];
 220         t -= 8;
 221     } while (t != t1);
 222
 223     t = tab;
 224     t1 = tab + 32;
 225     do {
 226         t[ 3] = -t[ 3];
 227         t[ 6] = -t[ 6];
 228
 229         t[11] = -t[11];
 230         t[12] = -t[12];
 231         t[13] = -t[13];
 232         t[15] = -t[15];
 233         t += 16;
 234     } while (t != t1);
 235
 236
 237     t = tab;
 238     t1 = tab + 8;
 239     do {
 240         int x1, x2, x3, x4;
 241
 242         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 243         x4 = t[0] - x3;
 244         x3 = t[0] + x3;
 245
 246         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 247         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 248         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 249
 250         t[ 0] = x3 + x1;
 251         t[ 8] = x4 - x2;
 252         t[16] = x4 + x2;
 253         t[24] = x3 - x1;
 254         t++;
 255     } while (t != t1);
 256
 257     xp += 2;
 258     t = tab;
 259     t1 = tab + 4;
 260     do {
 261         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 262         t[28] = (t[0] - xr);
 263         t[0] = (t[0] + xr);
 264
 265         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 266         t[ 4] = (t[24] - xr);
 267         t[24] = (t[24] + xr);
 268
 269         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 270         t[20] = (t[8] - xr);
 271         t[ 8] = (t[8] + xr);
 272
 273         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 274         t[12] = (t[16] - xr);
 275         t[16] = (t[16] + xr);
 276         t++;
 277     } while (t != t1);
 278     xp += 4;
 279
 280     for (i = 0; i < 4; i++) {
 281         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 282         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 283         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 284
 285         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 286         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 287         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 288
 289         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 290         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 291         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 292
 293         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 294         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 295         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 296
 297         xp += 2;
 298     }
 299
 300     t = tab + 30;
 301     t1 = tab + 1;
 302     do {
 303         xr = MUL(t1[0], *xp);
 304         t1[0] = (t[0] - xr);
 305         t[0] = (t[0] + xr);
 306         t -= 2;
 307         t1 += 2;
 308         xp++;
 309     } while (t >= tab);
 310
 311     for(i=0;i<32;i++) {
 312         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 313     }
 314 }
 315
 316 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 317
 318 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 319 {
 320     short *p, *q;
 321     int sum, offset, i, j;
 322     int tmp[64];
 323     int tmp1[32];
 324     int *out;
 325
 326     offset = s->samples_offset[ch];
 327     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 328     for(j=0;j<36;j++) {
 329         /* 32 samples at once */
 330         for(i=0;i<32;i++) {
 331             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 332             samples += incr;
 333         }
 334
 335         /* filter */
 336         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 337         q = filter_bank;
 338         /* maxsum = 23169 */
 339         for(i=0;i<64;i++) {
 340             sum = p[0*64] * q[0*64];
 341             sum += p[1*64] * q[1*64];
 342             sum += p[2*64] * q[2*64];
 343             sum += p[3*64] * q[3*64];
 344             sum += p[4*64] * q[4*64];
 345             sum += p[5*64] * q[5*64];
 346             sum += p[6*64] * q[6*64];
 347             sum += p[7*64] * q[7*64];
 348             tmp[i] = sum;
 349             p++;
 350             q++;
 351         }
 352         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 353         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 354         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 355
 356         idct32(out, tmp1);
 357
 358         /* advance of 32 samples */
 359         offset -= 32;
 360         out += 32;
 361         /* handle the wrap around */
 362         if (offset < 0) {
 363             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 364                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 365             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 366         }
 367     }
 368     s->samples_offset[ch] = offset;
 369 }
 370
 371 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 372                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 373                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 374                                   int sblimit)
 375 {
 376     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 377     int index, d1, d2;
 378     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 379
 380     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 381         for(i=0;i<3;i++) {
 382             /* find the max absolute value */
 383             p = &sb_samples[i][0][j];
 384             vmax = abs(*p);
 385             for(k=1;k<12;k++) {
 386                 p += SBLIMIT;
 387                 v = abs(*p);
 388                 if (v > vmax)
 389                     vmax = v;
 390             }
 391             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 392             if (vmax > 1) {
 393                 n = av_log2(vmax);
 394                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 395                    use at most 2 compares to find the index */
 396                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 397                 if (index >= 0) {
 398                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
 399                         index++;
 400                 } else {
 401                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 402                 }
 403             } else {
 404                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 405             }
 406
 407             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 408                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
 409             /* store the scale factor */
 410             assert(index >=0 && index <= 63);
 411             sf[i] = index;
 412         }
 413
 414         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 415            are close enough to each other */
 416         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 417         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 418
 419         /* handle the 25 cases */
 420         switch(d1 * 5 + d2) {
 421         case 0*5+0:
 422         case 0*5+4:
 423         case 3*5+4:
 424         case 4*5+0:
 425         case 4*5+4:
 426             code = 0;
 427             break;
 428         case 0*5+1:
 429         case 0*5+2:
 430         case 4*5+1:
 431         case 4*5+2:
 432             code = 3;
 433             sf[2] = sf[1];
 434             break;
 435         case 0*5+3:
 436         case 4*5+3:
 437             code = 3;
 438             sf[1] = sf[2];
 439             break;
 440         case 1*5+0:
 441         case 1*5+4:
 442         case 2*5+4:
 443             code = 1;
 444             sf[1] = sf[0];
 445             break;
 446         case 1*5+1:
 447         case 1*5+2:
 448         case 2*5+0:
 449         case 2*5+1:
 450         case 2*5+2:
 451             code = 2;
 452             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 453             break;
 454         case 2*5+3:
 455         case 3*5+3:
 456             code = 2;
 457             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 458             break;
 459         case 3*5+0:
 460         case 3*5+1:
 461         case 3*5+2:
 462             code = 2;
 463             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 464             break;
 465         case 1*5+3:
 466             code = 2;
 467             if (sf[0] > sf[2])
 468               sf[0] = sf[2];
 469             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 470             break;
 471         default:
 472             assert(0); //cannot happen
 473             code = 0;           /* kill warning */
 474         }
 475
 476         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 477                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 478         scale_code[j] = code;
 479         sf += 3;
 480     }
 481 }
 482
 483 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 484    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 485    but also this is the simpler. */
 486 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 487 {
 488     int i;
 489
 490     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 491         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 492     }
 493 }
 494
 495
 496 #define SB_NOTALLOCATED  0
 497 #define SB_ALLOCATED     1
 498 #define SB_NOMORE        2
 499
 500 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 501    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 502    smaller than other encoders :-) */
 503 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 504                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 505                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 506                                    int *padding)
 507 {
 508     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 509     int incr;
 510     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 511     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 512     const unsigned char *alloc;
 513
 514     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 515     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 516     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 517
 518     /* compute frame size and padding */
 519     max_frame_size = s->frame_size;
 520     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 521     if (s->frame_frac >= 65536) {
 522         s->frame_frac -= 65536;
 523         s->do_padding = 1;
 524         max_frame_size += 8;
 525     } else {
 526         s->do_padding = 0;
 527     }
 528
 529     /* compute the header + bit alloc size */
 530     current_frame_size = 32;
 531     alloc = s->alloc_table;
 532     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 533         incr = alloc[0];
 534         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 535         alloc += 1 << incr;
 536     }
 537     for(;;) {
 538         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 539         max_sb = -1;
 540         max_ch = -1;
 541         max_smr = INT_MIN;
 542         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 543             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 544                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 545                     max_smr = smr[ch][i];
 546                     max_sb = i;
 547                     max_ch = ch;
 548                 }
 549             }
 550         }
 551         if (max_sb < 0)
 552             break;
 553         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 554                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 555                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 556
 557         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 558            pointer table) */
 559         alloc = s->alloc_table;
 560         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 561             alloc += 1 << alloc[0];
 562         }
 563
 564         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 565             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 566             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 567             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
 568         } else {
 569             /* increments bit allocation */
 570             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 571             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 572                 total_quant_bits[alloc[b]];
 573         }
 574
 575         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 576             /* can increase size */
 577             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 578             current_frame_size += incr;
 579             /* decrease smr by the resolution we added */
 580             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 581             /* max allocation size reached ? */
 582             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 583                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 584             else
 585                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 586         } else {
 587             /* cannot increase the size of this subband */
 588             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 589         }
 590     }
 591     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 592     assert(*padding >= 0);
 593 }
 594
 595 /*
 596  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 597  * compared to other encoders :-)
 598  */
 599 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 600                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 601                          int padding)
 602 {
 603     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 604     unsigned char *sf;
 605     int q[3];
 606     PutBitContext *p = &s->pb;
 607
 608     /* header */
 609
 610     put_bits(p, 12, 0xfff);
 611     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 612     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 613     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 614     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 615     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 616     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 617     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 618     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 619     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 620     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 621     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 622     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 623
 624     /* bit allocation */
 625     j = 0;
 626     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 627         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 628         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 629             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 630         }
 631         j += 1 << bit_alloc_bits;
 632     }
 633
 634     /* scale codes */
 635     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 636         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 637             if (bit_alloc[ch][i])
 638                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 639         }
 640     }
 641
 642     /* scale factors */
 643     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 644         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 645             if (bit_alloc[ch][i]) {
 646                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 647                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 648                 case 0:
 649                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 650                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 651                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 652                     break;
 653                 case 3:
 654                 case 1:
 655                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 656                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 657                     break;
 658                 case 2:
 659                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 660                     break;
 661                 }
 662             }
 663         }
 664     }
 665
 666     /* quantization & write sub band samples */
 667
 668     for(k=0;k<3;k++) {
 669         for(l=0;l<12;l+=3) {
 670             j = 0;
 671             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 672                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 673                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 674                     b = bit_alloc[ch][i];
 675                     if (b) {
 676                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 677                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 678                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 679                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 680                         for(m=0;m<3;m++) {
 681                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 682                             /* divide by scale factor */
 683 #ifdef USE_FLOATS
 684                             {
 685                                 float a;
 686                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 687                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 688                             }
 689 #else
 690                             {
 691                                 int q1, e, shift, mult;
 692                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 693                                 shift = scale_factor_shift[e];
 694                                 mult = scale_factor_mult[e];
 695
 696                                 /* normalize to P bits */
 697                                 if (shift < 0)
 698                                     q1 = sample << (-shift);
 699                                 else
 700                                     q1 = sample >> shift;
 701                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 702                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 703                             }
 704 #endif
 705                             if (q[m] >= steps)
 706                                 q[m] = steps - 1;
 707                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 708                         }
 709                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 710                         if (bits < 0) {
 711                             /* group the 3 values to save bits */
 712                             put_bits(p, -bits,
 713                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 714                         } else {
 715                             put_bits(p, bits, q[0]);
 716                             put_bits(p, bits, q[1]);
 717                             put_bits(p, bits, q[2]);
 718                         }
 719                     }
 720                 }
 721                 /* next subband in alloc table */
 722                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 723             }
 724         }
 725     }
 726
 727     /* padding */
 728     for(i=0;i<padding;i++)
 729         put_bits(p, 1, 0);
 730
 731     /* flush */
 732     flush_put_bits(p);
 733 }
 734
 735 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 736                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 737 {
 738     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 739     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 740     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 741     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 742     int padding, i, ret;
 743
 744     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 745         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 746     }
 747
 748     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 749         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 750                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 751     }
 752     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 753         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 754     }
 755     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 756
 757     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE))) {
 758         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 759         return ret;
 760     }
 761
 762     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 763
 764     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 765
 766     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 767         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
 768
 769     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
 770     *got_packet_ptr = 1;
 771     return 0;
 772 }
 773
 774 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 775 {
 776 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 777     av_freep(&avctx->coded_frame);
 778 #endif
 779     return 0;
 780 }
 781
 782 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 783     { "b",    "128k" },
 784     { NULL },
 785 };
 786
 787 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 788     .name                  = "mp2",
 789     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 790     .id                    = AV_CODEC_ID_MP2,
 791     .priv_data_size        = sizeof(MpegAudioContext),
 792     .init                  = MPA_encode_init,
 793     .encode2               = MPA_encode_frame,
 794     .close                 = MPA_encode_close,
 795     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 796                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 797     .supported_samplerates = (const int[]){
 798         44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0
 799     },
 800     .channel_layouts       = (const uint64_t[]){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
 801                                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 802                                                  0 },
 803     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 804     .defaults              = mp2_defaults,
 805 };