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
  38 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  39    quantization stage) */
  40 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  41
  42 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  43
  44 typedef struct MpegAudioContext {
  45     PutBitContext pb;
  46     int nb_channels;
  47     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  48     int bitrate_index; /* bit rate */
  49     int freq_index;
  50     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  51     /* padding computation */
  52     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  53     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  54     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  55     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  56     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  57     /* code to group 3 scale factors */
  58     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  59     int sblimit; /* number of used subbands */
  60     const unsigned char *alloc_table;
  61 } MpegAudioContext;
  62
  63 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
  64 #define USE_FLOATS
  65
  66 #include "mpegaudiodata.h"
  67 #include "mpegaudiotab.h"
  68
  69 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  70 {
  71     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  72     int freq = avctx->sample_rate;
  73     int bitrate = avctx->bit_rate;
  74     int channels = avctx->channels;
  75     int i, v, table;
  76     float a;
  77
  78     if (channels <= 0 || channels > 2){
  79         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  80         return AVERROR(EINVAL);
  81     }
  82     bitrate = bitrate / 1000;
  83     s->nb_channels = channels;
  84     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  85     avctx->delay      = 512 - 32 + 1;
  86
  87     /* encoding freq */
  88     s->lsf = 0;
  89     for(i=0;i<3;i++) {
  90         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
  91             break;
  92         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
  93             s->lsf = 1;
  94             break;
  95         }
  96     }
  97     if (i == 3){
  98         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
  99         return AVERROR(EINVAL);
 100     }
 101     s->freq_index = i;
 102
 103     /* encoding bitrate & frequency */
 104     for(i=0;i<15;i++) {
 105         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 106             break;
 107     }
 108     if (i == 15){
 109         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 110         return AVERROR(EINVAL);
 111     }
 112     s->bitrate_index = i;
 113
 114     /* compute total header size & pad bit */
 115
 116     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 117     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 118
 119     /* frame fractional size to compute padding */
 120     s->frame_frac = 0;
 121     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 122
 123     /* select the right allocation table */
 124     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 125
 126     /* number of used subbands */
 127     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 128     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 129
 130     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 131             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 132
 133     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 134         s->samples_offset[i] = 0;
 135
 136     for(i=0;i<257;i++) {
 137         int v;
 138         v = ff_mpa_enwindow[i];
 139 #if WFRAC_BITS != 16
 140         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 141 #endif
 142         filter_bank[i] = v;
 143         if ((i & 63) != 0)
 144             v = -v;
 145         if (i != 0)
 146             filter_bank[512 - i] = v;
 147     }
 148
 149     for(i=0;i<64;i++) {
 150         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 151         if (v <= 0)
 152             v = 1;
 153         scale_factor_table[i] = v;
 154 #ifdef USE_FLOATS
 155         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 156 #else
 157 #define P 15
 158         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 159         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
 160 #endif
 161     }
 162     for(i=0;i<128;i++) {
 163         v = i - 64;
 164         if (v <= -3)
 165             v = 0;
 166         else if (v < 0)
 167             v = 1;
 168         else if (v == 0)
 169             v = 2;
 170         else if (v < 3)
 171             v = 3;
 172         else
 173             v = 4;
 174         scale_diff_table[i] = v;
 175     }
 176
 177     for(i=0;i<17;i++) {
 178         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 179         if (v < 0)
 180             v = -v;
 181         else
 182             v = v * 3;
 183         total_quant_bits[i] = 12 * v;
 184     }
 185
 186 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 187     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 188     if (!avctx->coded_frame)
 189         return AVERROR(ENOMEM);
 190 #endif
 191
 192     return 0;
 193 }
 194
 195 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 196 static void idct32(int *out, int *tab)
 197 {
 198     int i, j;
 199     int *t, *t1, xr;
 200     const int *xp = costab32;
 201
 202     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 203
 204     t = tab + 30;
 205     t1 = tab + 2;
 206     do {
 207         t[0] += t[-4];
 208         t[1] += t[1 - 4];
 209         t -= 4;
 210     } while (t != t1);
 211
 212     t = tab + 28;
 213     t1 = tab + 4;
 214     do {
 215         t[0] += t[-8];
 216         t[1] += t[1-8];
 217         t[2] += t[2-8];
 218         t[3] += t[3-8];
 219         t -= 8;
 220     } while (t != t1);
 221
 222     t = tab;
 223     t1 = tab + 32;
 224     do {
 225         t[ 3] = -t[ 3];
 226         t[ 6] = -t[ 6];
 227
 228         t[11] = -t[11];
 229         t[12] = -t[12];
 230         t[13] = -t[13];
 231         t[15] = -t[15];
 232         t += 16;
 233     } while (t != t1);
 234
 235
 236     t = tab;
 237     t1 = tab + 8;
 238     do {
 239         int x1, x2, x3, x4;
 240
 241         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 242         x4 = t[0] - x3;
 243         x3 = t[0] + x3;
 244
 245         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 246         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 247         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 248
 249         t[ 0] = x3 + x1;
 250         t[ 8] = x4 - x2;
 251         t[16] = x4 + x2;
 252         t[24] = x3 - x1;
 253         t++;
 254     } while (t != t1);
 255
 256     xp += 2;
 257     t = tab;
 258     t1 = tab + 4;
 259     do {
 260         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 261         t[28] = (t[0] - xr);
 262         t[0] = (t[0] + xr);
 263
 264         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 265         t[ 4] = (t[24] - xr);
 266         t[24] = (t[24] + xr);
 267
 268         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 269         t[20] = (t[8] - xr);
 270         t[ 8] = (t[8] + xr);
 271
 272         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 273         t[12] = (t[16] - xr);
 274         t[16] = (t[16] + xr);
 275         t++;
 276     } while (t != t1);
 277     xp += 4;
 278
 279     for (i = 0; i < 4; i++) {
 280         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 281         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 282         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 283
 284         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 285         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 286         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 287
 288         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 289         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 290         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 291
 292         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 293         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 294         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 295
 296         xp += 2;
 297     }
 298
 299     t = tab + 30;
 300     t1 = tab + 1;
 301     do {
 302         xr = MUL(t1[0], *xp);
 303         t1[0] = (t[0] - xr);
 304         t[0] = (t[0] + xr);
 305         t -= 2;
 306         t1 += 2;
 307         xp++;
 308     } while (t >= tab);
 309
 310     for(i=0;i<32;i++) {
 311         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 312     }
 313 }
 314
 315 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 316
 317 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 318 {
 319     short *p, *q;
 320     int sum, offset, i, j;
 321     int tmp[64];
 322     int tmp1[32];
 323     int *out;
 324
 325     offset = s->samples_offset[ch];
 326     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 327     for(j=0;j<36;j++) {
 328         /* 32 samples at once */
 329         for(i=0;i<32;i++) {
 330             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 331             samples += incr;
 332         }
 333
 334         /* filter */
 335         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 336         q = filter_bank;
 337         /* maxsum = 23169 */
 338         for(i=0;i<64;i++) {
 339             sum = p[0*64] * q[0*64];
 340             sum += p[1*64] * q[1*64];
 341             sum += p[2*64] * q[2*64];
 342             sum += p[3*64] * q[3*64];
 343             sum += p[4*64] * q[4*64];
 344             sum += p[5*64] * q[5*64];
 345             sum += p[6*64] * q[6*64];
 346             sum += p[7*64] * q[7*64];
 347             tmp[i] = sum;
 348             p++;
 349             q++;
 350         }
 351         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 352         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 353         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 354
 355         idct32(out, tmp1);
 356
 357         /* advance of 32 samples */
 358         offset -= 32;
 359         out += 32;
 360         /* handle the wrap around */
 361         if (offset < 0) {
 362             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 363                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 364             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 365         }
 366     }
 367     s->samples_offset[ch] = offset;
 368 }
 369
 370 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 371                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 372                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 373                                   int sblimit)
 374 {
 375     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 376     int index, d1, d2;
 377     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 378
 379     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 380         for(i=0;i<3;i++) {
 381             /* find the max absolute value */
 382             p = &sb_samples[i][0][j];
 383             vmax = abs(*p);
 384             for(k=1;k<12;k++) {
 385                 p += SBLIMIT;
 386                 v = abs(*p);
 387                 if (v > vmax)
 388                     vmax = v;
 389             }
 390             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 391             if (vmax > 1) {
 392                 n = av_log2(vmax);
 393                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 394                    use at most 2 compares to find the index */
 395                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 396                 if (index >= 0) {
 397                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
 398                         index++;
 399                 } else {
 400                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 401                 }
 402             } else {
 403                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 404             }
 405
 406             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 407                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
 408             /* store the scale factor */
 409             assert(index >=0 && index <= 63);
 410             sf[i] = index;
 411         }
 412
 413         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 414            are close enough to each other */
 415         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 416         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 417
 418         /* handle the 25 cases */
 419         switch(d1 * 5 + d2) {
 420         case 0*5+0:
 421         case 0*5+4:
 422         case 3*5+4:
 423         case 4*5+0:
 424         case 4*5+4:
 425             code = 0;
 426             break;
 427         case 0*5+1:
 428         case 0*5+2:
 429         case 4*5+1:
 430         case 4*5+2:
 431             code = 3;
 432             sf[2] = sf[1];
 433             break;
 434         case 0*5+3:
 435         case 4*5+3:
 436             code = 3;
 437             sf[1] = sf[2];
 438             break;
 439         case 1*5+0:
 440         case 1*5+4:
 441         case 2*5+4:
 442             code = 1;
 443             sf[1] = sf[0];
 444             break;
 445         case 1*5+1:
 446         case 1*5+2:
 447         case 2*5+0:
 448         case 2*5+1:
 449         case 2*5+2:
 450             code = 2;
 451             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 452             break;
 453         case 2*5+3:
 454         case 3*5+3:
 455             code = 2;
 456             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 457             break;
 458         case 3*5+0:
 459         case 3*5+1:
 460         case 3*5+2:
 461             code = 2;
 462             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 463             break;
 464         case 1*5+3:
 465             code = 2;
 466             if (sf[0] > sf[2])
 467               sf[0] = sf[2];
 468             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 469             break;
 470         default:
 471             assert(0); //cannot happen
 472             code = 0;           /* kill warning */
 473         }
 474
 475         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 476                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 477         scale_code[j] = code;
 478         sf += 3;
 479     }
 480 }
 481
 482 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 483    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 484    but also this is the simpler. */
 485 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 486 {
 487     int i;
 488
 489     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 490         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 491     }
 492 }
 493
 494
 495 #define SB_NOTALLOCATED  0
 496 #define SB_ALLOCATED     1
 497 #define SB_NOMORE        2
 498
 499 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 500    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 501    smaller than other encoders :-) */
 502 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 503                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 504                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 505                                    int *padding)
 506 {
 507     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 508     int incr;
 509     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 510     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 511     const unsigned char *alloc;
 512
 513     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 514     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 515     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 516
 517     /* compute frame size and padding */
 518     max_frame_size = s->frame_size;
 519     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 520     if (s->frame_frac >= 65536) {
 521         s->frame_frac -= 65536;
 522         s->do_padding = 1;
 523         max_frame_size += 8;
 524     } else {
 525         s->do_padding = 0;
 526     }
 527
 528     /* compute the header + bit alloc size */
 529     current_frame_size = 32;
 530     alloc = s->alloc_table;
 531     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 532         incr = alloc[0];
 533         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 534         alloc += 1 << incr;
 535     }
 536     for(;;) {
 537         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 538         max_sb = -1;
 539         max_ch = -1;
 540         max_smr = INT_MIN;
 541         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 542             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 543                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 544                     max_smr = smr[ch][i];
 545                     max_sb = i;
 546                     max_ch = ch;
 547                 }
 548             }
 549         }
 550         if (max_sb < 0)
 551             break;
 552         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 553                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 554                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 555
 556         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 557            pointer table) */
 558         alloc = s->alloc_table;
 559         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 560             alloc += 1 << alloc[0];
 561         }
 562
 563         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 564             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 565             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 566             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
 567         } else {
 568             /* increments bit allocation */
 569             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 570             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 571                 total_quant_bits[alloc[b]];
 572         }
 573
 574         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 575             /* can increase size */
 576             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 577             current_frame_size += incr;
 578             /* decrease smr by the resolution we added */
 579             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 580             /* max allocation size reached ? */
 581             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 582                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 583             else
 584                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 585         } else {
 586             /* cannot increase the size of this subband */
 587             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 588         }
 589     }
 590     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 591     assert(*padding >= 0);
 592 }
 593
 594 /*
 595  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 596  * compared to other encoders :-)
 597  */
 598 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 599                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 600                          int padding)
 601 {
 602     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 603     unsigned char *sf;
 604     int q[3];
 605     PutBitContext *p = &s->pb;
 606
 607     /* header */
 608
 609     put_bits(p, 12, 0xfff);
 610     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 611     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 612     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 613     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 614     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 615     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 616     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 617     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 618     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 619     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 620     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 621     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 622
 623     /* bit allocation */
 624     j = 0;
 625     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 626         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 627         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 628             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 629         }
 630         j += 1 << bit_alloc_bits;
 631     }
 632
 633     /* scale codes */
 634     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 635         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 636             if (bit_alloc[ch][i])
 637                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 638         }
 639     }
 640
 641     /* scale factors */
 642     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 643         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 644             if (bit_alloc[ch][i]) {
 645                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 646                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 647                 case 0:
 648                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 649                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 650                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 651                     break;
 652                 case 3:
 653                 case 1:
 654                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 655                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 656                     break;
 657                 case 2:
 658                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 659                     break;
 660                 }
 661             }
 662         }
 663     }
 664
 665     /* quantization & write sub band samples */
 666
 667     for(k=0;k<3;k++) {
 668         for(l=0;l<12;l+=3) {
 669             j = 0;
 670             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 671                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 672                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 673                     b = bit_alloc[ch][i];
 674                     if (b) {
 675                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 676                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 677                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 678                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 679                         for(m=0;m<3;m++) {
 680                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 681                             /* divide by scale factor */
 682 #ifdef USE_FLOATS
 683                             {
 684                                 float a;
 685                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 686                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 687                             }
 688 #else
 689                             {
 690                                 int q1, e, shift, mult;
 691                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 692                                 shift = scale_factor_shift[e];
 693                                 mult = scale_factor_mult[e];
 694
 695                                 /* normalize to P bits */
 696                                 if (shift < 0)
 697                                     q1 = sample << (-shift);
 698                                 else
 699                                     q1 = sample >> shift;
 700                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 701                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 702                             }
 703 #endif
 704                             if (q[m] >= steps)
 705                                 q[m] = steps - 1;
 706                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 707                         }
 708                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 709                         if (bits < 0) {
 710                             /* group the 3 values to save bits */
 711                             put_bits(p, -bits,
 712                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 713                         } else {
 714                             put_bits(p, bits, q[0]);
 715                             put_bits(p, bits, q[1]);
 716                             put_bits(p, bits, q[2]);
 717                         }
 718                     }
 719                 }
 720                 /* next subband in alloc table */
 721                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 722             }
 723         }
 724     }
 725
 726     /* padding */
 727     for(i=0;i<padding;i++)
 728         put_bits(p, 1, 0);
 729
 730     /* flush */
 731     flush_put_bits(p);
 732 }
 733
 734 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 735                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 736 {
 737     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 738     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 739     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 740     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 741     int padding, i, ret;
 742
 743     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 744         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 745     }
 746
 747     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 748         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 749                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 750     }
 751     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 752         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 753     }
 754     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 755
 756     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE))) {
 757         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 758         return ret;
 759     }
 760
 761     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 762
 763     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 764
 765     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 766         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
 767
 768     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
 769     *got_packet_ptr = 1;
 770     return 0;
 771 }
 772
 773 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 774 {
 775 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 776     av_freep(&avctx->coded_frame);
 777 #endif
 778     return 0;
 779 }
 780
 781 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 782     { "b",    "128k" },
 783     { NULL },
 784 };
 785
 786 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 787     .name                  = "mp2",
 788     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 789     .id                    = AV_CODEC_ID_MP2,
 790     .priv_data_size        = sizeof(MpegAudioContext),
 791     .init                  = MPA_encode_init,
 792     .encode2               = MPA_encode_frame,
 793     .close                 = MPA_encode_close,
 794     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 795                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 796     .supported_samplerates = (const int[]){
 797         44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0
 798     },
 799     .channel_layouts       = (const uint64_t[]){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
 800                                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 801                                                  0 },
 802     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 803     .defaults              = mp2_defaults,
 804 };