git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegaudioenc_template.c

   1 /*
   2  * The simplest mpeg audio layer 2 encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 #include "mpegaudiodata.h"
  39 #include "mpegaudiotab.h"
  40
  41 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  42    quantization stage) */
  43 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  44
  45 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  46
  47 typedef struct MpegAudioContext {
  48     PutBitContext pb;
  49     int nb_channels;
  50     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  51     int bitrate_index; /* bit rate */
  52     int freq_index;
  53     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  54     /* padding computation */
  55     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  56     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  57     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  58     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  59     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  60     /* code to group 3 scale factors */
  61     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  62     int sblimit; /* number of used subbands */
  63     const unsigned char *alloc_table;
  64     int16_t filter_bank[512];
  65     int scale_factor_table[64];
  66     unsigned char scale_diff_table[128];
  67 #if USE_FLOATS
  68     float scale_factor_inv_table[64];
  69 #else
  70     int8_t scale_factor_shift[64];
  71     unsigned short scale_factor_mult[64];
  72 #endif
  73     unsigned short total_quant_bits[17]; /* total number of bits per allocation group */
  74 } MpegAudioContext;
  75
  76 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  77 {
  78     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  79     int freq = avctx->sample_rate;
  80     int bitrate = avctx->bit_rate;
  81     int channels = avctx->channels;
  82     int i, v, table;
  83     float a;
  84
  85     if (channels <= 0 || channels > 2){
  86         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  87         return AVERROR(EINVAL);
  88     }
  89     bitrate = bitrate / 1000;
  90     s->nb_channels = channels;
  91     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  92     avctx->initial_padding = 512 - 32 + 1;
  93
  94     /* encoding freq */
  95     s->lsf = 0;
  96     for(i=0;i<3;i++) {
  97         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
  98             break;
  99         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
 100             s->lsf = 1;
 101             break;
 102         }
 103     }
 104     if (i == 3){
 105         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
 106         return AVERROR(EINVAL);
 107     }
 108     s->freq_index = i;
 109
 110     /* encoding bitrate & frequency */
 111     for(i=1;i<15;i++) {
 112         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 113             break;
 114     }
 115     if (i == 15 && !avctx->bit_rate) {
 116         i = 14;
 117         bitrate = avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i];
 118         avctx->bit_rate = bitrate * 1000;
 119     }
 120     if (i == 15){
 121         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 122         return AVERROR(EINVAL);
 123     }
 124     s->bitrate_index = i;
 125
 126     /* compute total header size & pad bit */
 127
 128     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 129     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 130
 131     /* frame fractional size to compute padding */
 132     s->frame_frac = 0;
 133     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 134
 135     /* select the right allocation table */
 136     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 137
 138     /* number of used subbands */
 139     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 140     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 141
 142     ff_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 143             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 144
 145     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 146         s->samples_offset[i] = 0;
 147
 148     for(i=0;i<257;i++) {
 149         int v;
 150         v = ff_mpa_enwindow[i];
 151 #if WFRAC_BITS != 16
 152         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 153 #endif
 154         s->filter_bank[i] = v;
 155         if ((i & 63) != 0)
 156             v = -v;
 157         if (i != 0)
 158             s->filter_bank[512 - i] = v;
 159     }
 160
 161     for(i=0;i<64;i++) {
 162         v = (int)(exp2((3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 163         if (v <= 0)
 164             v = 1;
 165         s->scale_factor_table[i] = v;
 166 #if USE_FLOATS
 167         s->scale_factor_inv_table[i] = exp2(-(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 168 #else
 169 #define P 15
 170         s->scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 171         s->scale_factor_mult[i] = (1 << P) * exp2((i % 3) / 3.0);
 172 #endif
 173     }
 174     for(i=0;i<128;i++) {
 175         v = i - 64;
 176         if (v <= -3)
 177             v = 0;
 178         else if (v < 0)
 179             v = 1;
 180         else if (v == 0)
 181             v = 2;
 182         else if (v < 3)
 183             v = 3;
 184         else
 185             v = 4;
 186         s->scale_diff_table[i] = v;
 187     }
 188
 189     for(i=0;i<17;i++) {
 190         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 191         if (v < 0)
 192             v = -v;
 193         else
 194             v = v * 3;
 195         s->total_quant_bits[i] = 12 * v;
 196     }
 197
 198     return 0;
 199 }
 200
 201 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 202 static void idct32(int *out, int *tab)
 203 {
 204     int i, j;
 205     int *t, *t1, xr;
 206     const int *xp = costab32;
 207
 208     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 209
 210     t = tab + 30;
 211     t1 = tab + 2;
 212     do {
 213         t[0] += t[-4];
 214         t[1] += t[1 - 4];
 215         t -= 4;
 216     } while (t != t1);
 217
 218     t = tab + 28;
 219     t1 = tab + 4;
 220     do {
 221         t[0] += t[-8];
 222         t[1] += t[1-8];
 223         t[2] += t[2-8];
 224         t[3] += t[3-8];
 225         t -= 8;
 226     } while (t != t1);
 227
 228     t = tab;
 229     t1 = tab + 32;
 230     do {
 231         t[ 3] = -t[ 3];
 232         t[ 6] = -t[ 6];
 233
 234         t[11] = -t[11];
 235         t[12] = -t[12];
 236         t[13] = -t[13];
 237         t[15] = -t[15];
 238         t += 16;
 239     } while (t != t1);
 240
 241
 242     t = tab;
 243     t1 = tab + 8;
 244     do {
 245         int x1, x2, x3, x4;
 246
 247         x3 = MUL(t[16], FIX(M_SQRT2*0.5));
 248         x4 = t[0] - x3;
 249         x3 = t[0] + x3;
 250
 251         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(M_SQRT2*0.5));
 252         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 253         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 254
 255         t[ 0] = x3 + x1;
 256         t[ 8] = x4 - x2;
 257         t[16] = x4 + x2;
 258         t[24] = x3 - x1;
 259         t++;
 260     } while (t != t1);
 261
 262     xp += 2;
 263     t = tab;
 264     t1 = tab + 4;
 265     do {
 266         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 267         t[28] = (t[0] - xr);
 268         t[0] = (t[0] + xr);
 269
 270         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 271         t[ 4] = (t[24] - xr);
 272         t[24] = (t[24] + xr);
 273
 274         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 275         t[20] = (t[8] - xr);
 276         t[ 8] = (t[8] + xr);
 277
 278         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 279         t[12] = (t[16] - xr);
 280         t[16] = (t[16] + xr);
 281         t++;
 282     } while (t != t1);
 283     xp += 4;
 284
 285     for (i = 0; i < 4; i++) {
 286         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 287         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 288         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 289
 290         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 291         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 292         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 293
 294         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 295         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 296         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 297
 298         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 299         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 300         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 301
 302         xp += 2;
 303     }
 304
 305     t = tab + 30;
 306     t1 = tab + 1;
 307     do {
 308         xr = MUL(t1[0], *xp);
 309         t1[0] = (t[0] - xr);
 310         t[0] = (t[0] + xr);
 311         t -= 2;
 312         t1 += 2;
 313         xp++;
 314     } while (t >= tab);
 315
 316     for(i=0;i<32;i++) {
 317         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 318     }
 319 }
 320
 321 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 322
 323 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 324 {
 325     short *p, *q;
 326     int sum, offset, i, j;
 327     int tmp[64];
 328     int tmp1[32];
 329     int *out;
 330
 331     offset = s->samples_offset[ch];
 332     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 333     for(j=0;j<36;j++) {
 334         /* 32 samples at once */
 335         for(i=0;i<32;i++) {
 336             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 337             samples += incr;
 338         }
 339
 340         /* filter */
 341         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 342         q = s->filter_bank;
 343         /* maxsum = 23169 */
 344         for(i=0;i<64;i++) {
 345             sum = p[0*64] * q[0*64];
 346             sum += p[1*64] * q[1*64];
 347             sum += p[2*64] * q[2*64];
 348             sum += p[3*64] * q[3*64];
 349             sum += p[4*64] * q[4*64];
 350             sum += p[5*64] * q[5*64];
 351             sum += p[6*64] * q[6*64];
 352             sum += p[7*64] * q[7*64];
 353             tmp[i] = sum;
 354             p++;
 355             q++;
 356         }
 357         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 358         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 359         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 360
 361         idct32(out, tmp1);
 362
 363         /* advance of 32 samples */
 364         offset -= 32;
 365         out += 32;
 366         /* handle the wrap around */
 367         if (offset < 0) {
 368             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 369                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 370             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 371         }
 372     }
 373     s->samples_offset[ch] = offset;
 374 }
 375
 376 static void compute_scale_factors(MpegAudioContext *s,
 377                                   unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 378                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 379                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 380                                   int sblimit)
 381 {
 382     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 383     int index, d1, d2;
 384     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 385
 386     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 387         for(i=0;i<3;i++) {
 388             /* find the max absolute value */
 389             p = &sb_samples[i][0][j];
 390             vmax = abs(*p);
 391             for(k=1;k<12;k++) {
 392                 p += SBLIMIT;
 393                 v = abs(*p);
 394                 if (v > vmax)
 395                     vmax = v;
 396             }
 397             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 398             if (vmax > 1) {
 399                 n = av_log2(vmax);
 400                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 401                    use at most 2 compares to find the index */
 402                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 403                 if (index >= 0) {
 404                     while (vmax <= s->scale_factor_table[index+1])
 405                         index++;
 406                 } else {
 407                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 408                 }
 409             } else {
 410                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 411             }
 412
 413             ff_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 414                     j, i, vmax, s->scale_factor_table[index], index);
 415             /* store the scale factor */
 416             av_assert2(index >=0 && index <= 63);
 417             sf[i] = index;
 418         }
 419
 420         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 421            are close enough to each other */
 422         d1 = s->scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 423         d2 = s->scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 424
 425         /* handle the 25 cases */
 426         switch(d1 * 5 + d2) {
 427         case 0*5+0:
 428         case 0*5+4:
 429         case 3*5+4:
 430         case 4*5+0:
 431         case 4*5+4:
 432             code = 0;
 433             break;
 434         case 0*5+1:
 435         case 0*5+2:
 436         case 4*5+1:
 437         case 4*5+2:
 438             code = 3;
 439             sf[2] = sf[1];
 440             break;
 441         case 0*5+3:
 442         case 4*5+3:
 443             code = 3;
 444             sf[1] = sf[2];
 445             break;
 446         case 1*5+0:
 447         case 1*5+4:
 448         case 2*5+4:
 449             code = 1;
 450             sf[1] = sf[0];
 451             break;
 452         case 1*5+1:
 453         case 1*5+2:
 454         case 2*5+0:
 455         case 2*5+1:
 456         case 2*5+2:
 457             code = 2;
 458             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 459             break;
 460         case 2*5+3:
 461         case 3*5+3:
 462             code = 2;
 463             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 464             break;
 465         case 3*5+0:
 466         case 3*5+1:
 467         case 3*5+2:
 468             code = 2;
 469             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 470             break;
 471         case 1*5+3:
 472             code = 2;
 473             if (sf[0] > sf[2])
 474               sf[0] = sf[2];
 475             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 476             break;
 477         default:
 478             av_assert2(0); //cannot happen
 479             code = 0;           /* kill warning */
 480         }
 481
 482         ff_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 483                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 484         scale_code[j] = code;
 485         sf += 3;
 486     }
 487 }
 488
 489 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 490    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 491    but also this is the simpler. */
 492 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 493 {
 494     int i;
 495
 496     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 497         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 498     }
 499 }
 500
 501
 502 #define SB_NOTALLOCATED  0
 503 #define SB_ALLOCATED     1
 504 #define SB_NOMORE        2
 505
 506 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 507    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 508    smaller than other encoders :-) */
 509 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 510                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 511                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 512                                    int *padding)
 513 {
 514     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 515     int incr;
 516     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 517     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 518     const unsigned char *alloc;
 519
 520     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 521     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 522     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 523
 524     /* compute frame size and padding */
 525     max_frame_size = s->frame_size;
 526     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 527     if (s->frame_frac >= 65536) {
 528         s->frame_frac -= 65536;
 529         s->do_padding = 1;
 530         max_frame_size += 8;
 531     } else {
 532         s->do_padding = 0;
 533     }
 534
 535     /* compute the header + bit alloc size */
 536     current_frame_size = 32;
 537     alloc = s->alloc_table;
 538     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 539         incr = alloc[0];
 540         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 541         alloc += 1 << incr;
 542     }
 543     for(;;) {
 544         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 545         max_sb = -1;
 546         max_ch = -1;
 547         max_smr = INT_MIN;
 548         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 549             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 550                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 551                     max_smr = smr[ch][i];
 552                     max_sb = i;
 553                     max_ch = ch;
 554                 }
 555             }
 556         }
 557         if (max_sb < 0)
 558             break;
 559         ff_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 560                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 561                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 562
 563         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 564            pointer table) */
 565         alloc = s->alloc_table;
 566         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 567             alloc += 1 << alloc[0];
 568         }
 569
 570         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 571             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 572             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 573             incr += s->total_quant_bits[alloc[1]];
 574         } else {
 575             /* increments bit allocation */
 576             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 577             incr = s->total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 578                 s->total_quant_bits[alloc[b]];
 579         }
 580
 581         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 582             /* can increase size */
 583             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 584             current_frame_size += incr;
 585             /* decrease smr by the resolution we added */
 586             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 587             /* max allocation size reached ? */
 588             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 589                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 590             else
 591                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 592         } else {
 593             /* cannot increase the size of this subband */
 594             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 595         }
 596     }
 597     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 598     av_assert0(*padding >= 0);
 599 }
 600
 601 /*
 602  * Output the MPEG audio layer 2 frame. Note how the code is small
 603  * compared to other encoders :-)
 604  */
 605 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 606                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 607                          int padding)
 608 {
 609     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 610     unsigned char *sf;
 611     int q[3];
 612     PutBitContext *p = &s->pb;
 613
 614     /* header */
 615
 616     put_bits(p, 12, 0xfff);
 617     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = MPEG-1 ID, 0 = MPEG-2 lsf ID */
 618     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 619     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 620     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 621     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 622     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 623     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 624     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 625     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 626     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 627     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 628     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 629
 630     /* bit allocation */
 631     j = 0;
 632     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 633         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 634         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 635             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 636         }
 637         j += 1 << bit_alloc_bits;
 638     }
 639
 640     /* scale codes */
 641     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 642         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 643             if (bit_alloc[ch][i])
 644                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 645         }
 646     }
 647
 648     /* scale factors */
 649     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 650         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 651             if (bit_alloc[ch][i]) {
 652                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 653                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 654                 case 0:
 655                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 656                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 657                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 658                     break;
 659                 case 3:
 660                 case 1:
 661                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 662                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 663                     break;
 664                 case 2:
 665                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 666                     break;
 667                 }
 668             }
 669         }
 670     }
 671
 672     /* quantization & write sub band samples */
 673
 674     for(k=0;k<3;k++) {
 675         for(l=0;l<12;l+=3) {
 676             j = 0;
 677             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 678                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 679                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 680                     b = bit_alloc[ch][i];
 681                     if (b) {
 682                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 683                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 684                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 685                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 686                         for(m=0;m<3;m++) {
 687                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 688                             /* divide by scale factor */
 689 #if USE_FLOATS
 690                             {
 691                                 float a;
 692                                 a = (float)sample * s->scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 693                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 694                             }
 695 #else
 696                             {
 697                                 int q1, e, shift, mult;
 698                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 699                                 shift = s->scale_factor_shift[e];
 700                                 mult = s->scale_factor_mult[e];
 701
 702                                 /* normalize to P bits */
 703                                 if (shift < 0)
 704                                     q1 = sample * (1 << -shift);
 705                                 else
 706                                     q1 = sample >> shift;
 707                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 708                                 q1 += 1 << P;
 709                                 if (q1 < 0)
 710                                     q1 = 0;
 711                                 q[m] = (q1 * (unsigned)steps) >> (P + 1);
 712                             }
 713 #endif
 714                             if (q[m] >= steps)
 715                                 q[m] = steps - 1;
 716                             av_assert2(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 717                         }
 718                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 719                         if (bits < 0) {
 720                             /* group the 3 values to save bits */
 721                             put_bits(p, -bits,
 722                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 723                         } else {
 724                             put_bits(p, bits, q[0]);
 725                             put_bits(p, bits, q[1]);
 726                             put_bits(p, bits, q[2]);
 727                         }
 728                     }
 729                 }
 730                 /* next subband in alloc table */
 731                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 732             }
 733         }
 734     }
 735
 736     /* padding */
 737     for(i=0;i<padding;i++)
 738         put_bits(p, 1, 0);
 739 }
 740
 741 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 742                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 743 {
 744     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 745     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 746     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 747     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 748     int padding, i, ret;
 749
 750     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 751         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 752     }
 753
 754     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 755         compute_scale_factors(s, s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 756                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 757     }
 758     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 759         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 760     }
 761     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 762
 763     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE, 0)) < 0)
 764         return ret;
 765
 766     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 767
 768     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 769
 770     /* flush */
 771     flush_put_bits(&s->pb);
 772     avpkt->size = put_bytes_output(&s->pb);
 773
 774     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 775         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->initial_padding);
 776
 777     *got_packet_ptr = 1;
 778     return 0;
 779 }
 780
 781 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 782     { "b", "0" },
 783     { NULL },
 784 };
 785