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 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  31 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
  32
  33 #include "mpegaudio.h"
  34
  35 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  36    quantization stage) */
  37 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  38
  39 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  40
  41 typedef struct MpegAudioContext {
  42     PutBitContext pb;
  43     int nb_channels;
  44     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  45     int bitrate_index; /* bit rate */
  46     int freq_index;
  47     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  48     /* padding computation */
  49     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  50     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  51     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  52     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  53     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  54     /* code to group 3 scale factors */
  55     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  56     int sblimit; /* number of used subbands */
  57     const unsigned char *alloc_table;
  58 } MpegAudioContext;
  59
  60 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
  61 #define USE_FLOATS
  62
  63 #include "mpegaudiodata.h"
  64 #include "mpegaudiotab.h"
  65
  66 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  67 {
  68     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  69     int freq = avctx->sample_rate;
  70     int bitrate = avctx->bit_rate;
  71     int channels = avctx->channels;
  72     int i, v, table;
  73     float a;
  74
  75     if (channels <= 0 || channels > 2){
  76         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  77         return -1;
  78     }
  79     bitrate = bitrate / 1000;
  80     s->nb_channels = channels;
  81     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  82
  83     /* encoding freq */
  84     s->lsf = 0;
  85     for(i=0;i<3;i++) {
  86         if (ff_mpa_freq_tab[i] == freq)
  87             break;
  88         if ((ff_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
  89             s->lsf = 1;
  90             break;
  91         }
  92     }
  93     if (i == 3){
  94         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
  95         return -1;
  96     }
  97     s->freq_index = i;
  98
  99     /* encoding bitrate & frequency */
 100     for(i=0;i<15;i++) {
 101         if (ff_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 102             break;
 103     }
 104     if (i == 15){
 105         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 106         return -1;
 107     }
 108     s->bitrate_index = i;
 109
 110     /* compute total header size & pad bit */
 111
 112     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 113     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 114
 115     /* frame fractional size to compute padding */
 116     s->frame_frac = 0;
 117     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 118
 119     /* select the right allocation table */
 120     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 121
 122     /* number of used subbands */
 123     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 124     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 125
 126     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 127             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 128
 129     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 130         s->samples_offset[i] = 0;
 131
 132     for(i=0;i<257;i++) {
 133         int v;
 134         v = ff_mpa_enwindow[i];
 135 #if WFRAC_BITS != 16
 136         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 137 #endif
 138         filter_bank[i] = v;
 139         if ((i & 63) != 0)
 140             v = -v;
 141         if (i != 0)
 142             filter_bank[512 - i] = v;
 143     }
 144
 145     for(i=0;i<64;i++) {
 146         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 147         if (v <= 0)
 148             v = 1;
 149         scale_factor_table[i] = v;
 150 #ifdef USE_FLOATS
 151         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 152 #else
 153 #define P 15
 154         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 155         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
 156 #endif
 157     }
 158     for(i=0;i<128;i++) {
 159         v = i - 64;
 160         if (v <= -3)
 161             v = 0;
 162         else if (v < 0)
 163             v = 1;
 164         else if (v == 0)
 165             v = 2;
 166         else if (v < 3)
 167             v = 3;
 168         else
 169             v = 4;
 170         scale_diff_table[i] = v;
 171     }
 172
 173     for(i=0;i<17;i++) {
 174         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 175         if (v < 0)
 176             v = -v;
 177         else
 178             v = v * 3;
 179         total_quant_bits[i] = 12 * v;
 180     }
 181
 182     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 183     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 189 static void idct32(int *out, int *tab)
 190 {
 191     int i, j;
 192     int *t, *t1, xr;
 193     const int *xp = costab32;
 194
 195     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 196
 197     t = tab + 30;
 198     t1 = tab + 2;
 199     do {
 200         t[0] += t[-4];
 201         t[1] += t[1 - 4];
 202         t -= 4;
 203     } while (t != t1);
 204
 205     t = tab + 28;
 206     t1 = tab + 4;
 207     do {
 208         t[0] += t[-8];
 209         t[1] += t[1-8];
 210         t[2] += t[2-8];
 211         t[3] += t[3-8];
 212         t -= 8;
 213     } while (t != t1);
 214
 215     t = tab;
 216     t1 = tab + 32;
 217     do {
 218         t[ 3] = -t[ 3];
 219         t[ 6] = -t[ 6];
 220
 221         t[11] = -t[11];
 222         t[12] = -t[12];
 223         t[13] = -t[13];
 224         t[15] = -t[15];
 225         t += 16;
 226     } while (t != t1);
 227
 228
 229     t = tab;
 230     t1 = tab + 8;
 231     do {
 232         int x1, x2, x3, x4;
 233
 234         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 235         x4 = t[0] - x3;
 236         x3 = t[0] + x3;
 237
 238         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 239         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 240         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 241
 242         t[ 0] = x3 + x1;
 243         t[ 8] = x4 - x2;
 244         t[16] = x4 + x2;
 245         t[24] = x3 - x1;
 246         t++;
 247     } while (t != t1);
 248
 249     xp += 2;
 250     t = tab;
 251     t1 = tab + 4;
 252     do {
 253         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 254         t[28] = (t[0] - xr);
 255         t[0] = (t[0] + xr);
 256
 257         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 258         t[ 4] = (t[24] - xr);
 259         t[24] = (t[24] + xr);
 260
 261         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 262         t[20] = (t[8] - xr);
 263         t[ 8] = (t[8] + xr);
 264
 265         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 266         t[12] = (t[16] - xr);
 267         t[16] = (t[16] + xr);
 268         t++;
 269     } while (t != t1);
 270     xp += 4;
 271
 272     for (i = 0; i < 4; i++) {
 273         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 274         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 275         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 276
 277         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 278         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 279         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 280
 281         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 282         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 283         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 284
 285         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 286         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 287         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 288
 289         xp += 2;
 290     }
 291
 292     t = tab + 30;
 293     t1 = tab + 1;
 294     do {
 295         xr = MUL(t1[0], *xp);
 296         t1[0] = (t[0] - xr);
 297         t[0] = (t[0] + xr);
 298         t -= 2;
 299         t1 += 2;
 300         xp++;
 301     } while (t >= tab);
 302
 303     for(i=0;i<32;i++) {
 304         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 305     }
 306 }
 307
 308 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 309
 310 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 311 {
 312     short *p, *q;
 313     int sum, offset, i, j;
 314     int tmp[64];
 315     int tmp1[32];
 316     int *out;
 317
 318     //    print_pow1(samples, 1152);
 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     //    print_pow(s->sb_samples, 1152);
 365 }
 366
 367 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 368                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 369                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 370                                   int sblimit)
 371 {
 372     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 373     int index, d1, d2;
 374     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 375
 376     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 377         for(i=0;i<3;i++) {
 378             /* find the max absolute value */
 379             p = &sb_samples[i][0][j];
 380             vmax = abs(*p);
 381             for(k=1;k<12;k++) {
 382                 p += SBLIMIT;
 383                 v = abs(*p);
 384                 if (v > vmax)
 385                     vmax = v;
 386             }
 387             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 388             if (vmax > 1) {
 389                 n = av_log2(vmax);
 390                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 391                    use at most 2 compares to find the index */
 392                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 393                 if (index >= 0) {
 394                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
 395                         index++;
 396                 } else {
 397                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 398                 }
 399             } else {
 400                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 401             }
 402
 403             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 404                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
 405             /* store the scale factor */
 406             assert(index >=0 && index <= 63);
 407             sf[i] = index;
 408         }
 409
 410         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 411            are close enough to each other */
 412         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 413         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 414
 415         /* handle the 25 cases */
 416         switch(d1 * 5 + d2) {
 417         case 0*5+0:
 418         case 0*5+4:
 419         case 3*5+4:
 420         case 4*5+0:
 421         case 4*5+4:
 422             code = 0;
 423             break;
 424         case 0*5+1:
 425         case 0*5+2:
 426         case 4*5+1:
 427         case 4*5+2:
 428             code = 3;
 429             sf[2] = sf[1];
 430             break;
 431         case 0*5+3:
 432         case 4*5+3:
 433             code = 3;
 434             sf[1] = sf[2];
 435             break;
 436         case 1*5+0:
 437         case 1*5+4:
 438         case 2*5+4:
 439             code = 1;
 440             sf[1] = sf[0];
 441             break;
 442         case 1*5+1:
 443         case 1*5+2:
 444         case 2*5+0:
 445         case 2*5+1:
 446         case 2*5+2:
 447             code = 2;
 448             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 449             break;
 450         case 2*5+3:
 451         case 3*5+3:
 452             code = 2;
 453             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 454             break;
 455         case 3*5+0:
 456         case 3*5+1:
 457         case 3*5+2:
 458             code = 2;
 459             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 460             break;
 461         case 1*5+3:
 462             code = 2;
 463             if (sf[0] > sf[2])
 464               sf[0] = sf[2];
 465             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 466             break;
 467         default:
 468             assert(0); //cannot happen
 469             code = 0;           /* kill warning */
 470         }
 471
 472         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 473                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 474         scale_code[j] = code;
 475         sf += 3;
 476     }
 477 }
 478
 479 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 480    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 481    but also this is the simpler. */
 482 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 483 {
 484     int i;
 485
 486     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 487         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 488     }
 489 }
 490
 491
 492 #define SB_NOTALLOCATED  0
 493 #define SB_ALLOCATED     1
 494 #define SB_NOMORE        2
 495
 496 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 497    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 498    smaller than other encoders :-) */
 499 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 500                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 501                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 502                                    int *padding)
 503 {
 504     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 505     int incr;
 506     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 507     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 508     const unsigned char *alloc;
 509
 510     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 511     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 512     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 513
 514     /* compute frame size and padding */
 515     max_frame_size = s->frame_size;
 516     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 517     if (s->frame_frac >= 65536) {
 518         s->frame_frac -= 65536;
 519         s->do_padding = 1;
 520         max_frame_size += 8;
 521     } else {
 522         s->do_padding = 0;
 523     }
 524
 525     /* compute the header + bit alloc size */
 526     current_frame_size = 32;
 527     alloc = s->alloc_table;
 528     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 529         incr = alloc[0];
 530         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 531         alloc += 1 << incr;
 532     }
 533     for(;;) {
 534         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 535         max_sb = -1;
 536         max_ch = -1;
 537         max_smr = INT_MIN;
 538         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 539             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 540                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 541                     max_smr = smr[ch][i];
 542                     max_sb = i;
 543                     max_ch = ch;
 544                 }
 545             }
 546         }
 547         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d alloc=%d\n",
 548                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb,
 549                 bit_alloc[max_sb]);
 550         if (max_sb < 0)
 551             break;
 552
 553         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 554            pointer table) */
 555         alloc = s->alloc_table;
 556         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 557             alloc += 1 << alloc[0];
 558         }
 559
 560         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 561             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 562             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 563             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
 564         } else {
 565             /* increments bit allocation */
 566             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 567             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 568                 total_quant_bits[alloc[b]];
 569         }
 570
 571         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 572             /* can increase size */
 573             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 574             current_frame_size += incr;
 575             /* decrease smr by the resolution we added */
 576             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 577             /* max allocation size reached ? */
 578             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 579                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 580             else
 581                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 582         } else {
 583             /* cannot increase the size of this subband */
 584             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 585         }
 586     }
 587     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 588     assert(*padding >= 0);
 589 }
 590
 591 /*
 592  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 593  * compared to other encoders :-)
 594  */
 595 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 596                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 597                          int padding)
 598 {
 599     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 600     unsigned char *sf;
 601     int q[3];
 602     PutBitContext *p = &s->pb;
 603
 604     /* header */
 605
 606     put_bits(p, 12, 0xfff);
 607     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 608     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 609     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 610     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 611     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 612     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 613     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 614     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 615     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 616     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 617     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 618     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 619
 620     /* bit allocation */
 621     j = 0;
 622     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 623         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 624         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 625             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 626         }
 627         j += 1 << bit_alloc_bits;
 628     }
 629
 630     /* scale codes */
 631     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 632         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 633             if (bit_alloc[ch][i])
 634                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 635         }
 636     }
 637
 638     /* scale factors */
 639     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 640         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 641             if (bit_alloc[ch][i]) {
 642                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 643                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 644                 case 0:
 645                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 646                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 647                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 648                     break;
 649                 case 3:
 650                 case 1:
 651                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 652                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 653                     break;
 654                 case 2:
 655                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 656                     break;
 657                 }
 658             }
 659         }
 660     }
 661
 662     /* quantization & write sub band samples */
 663
 664     for(k=0;k<3;k++) {
 665         for(l=0;l<12;l+=3) {
 666             j = 0;
 667             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 668                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 669                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 670                     b = bit_alloc[ch][i];
 671                     if (b) {
 672                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 673                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 674                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 675                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 676                         for(m=0;m<3;m++) {
 677                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 678                             /* divide by scale factor */
 679 #ifdef USE_FLOATS
 680                             {
 681                                 float a;
 682                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 683                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 684                             }
 685 #else
 686                             {
 687                                 int q1, e, shift, mult;
 688                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 689                                 shift = scale_factor_shift[e];
 690                                 mult = scale_factor_mult[e];
 691
 692                                 /* normalize to P bits */
 693                                 if (shift < 0)
 694                                     q1 = sample << (-shift);
 695                                 else
 696                                     q1 = sample >> shift;
 697                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 698                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 699                             }
 700 #endif
 701                             if (q[m] >= steps)
 702                                 q[m] = steps - 1;
 703                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 704                         }
 705                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 706                         if (bits < 0) {
 707                             /* group the 3 values to save bits */
 708                             put_bits(p, -bits,
 709                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 710                         } else {
 711                             put_bits(p, bits, q[0]);
 712                             put_bits(p, bits, q[1]);
 713                             put_bits(p, bits, q[2]);
 714                         }
 715                     }
 716                 }
 717                 /* next subband in alloc table */
 718                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 719             }
 720         }
 721     }
 722
 723     /* padding */
 724     for(i=0;i<padding;i++)
 725         put_bits(p, 1, 0);
 726
 727     /* flush */
 728     flush_put_bits(p);
 729 }
 730
 731 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 732                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 733 {
 734     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 735     const short *samples = data;
 736     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 737     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 738     int padding, i;
 739
 740     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 741         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 742     }
 743
 744     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 745         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 746                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 747     }
 748     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 749         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 750     }
 751     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 752
 753     init_put_bits(&s->pb, frame, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
 754
 755     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 756
 757     return put_bits_ptr(&s->pb) - s->pb.buf;
 758 }
 759
 760 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 761 {
 762     av_freep(&avctx->coded_frame);
 763     return 0;
 764 }
 765
 766 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 767     "mp2",
 768     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 769     CODEC_ID_MP2,
 770     sizeof(MpegAudioContext),
 771     MPA_encode_init,
 772     MPA_encode_frame,
 773     MPA_encode_close,
 774     NULL,
 775     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
 776     .supported_samplerates= (const int[]){44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0},
 777     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 778 };
 779
 780 #undef FIX