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->delay      = 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=0;i<15;i++) {
 112         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 113             break;
 114     }
 115     if (i == 15){
 116         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 117         return AVERROR(EINVAL);
 118     }
 119     s->bitrate_index = i;
 120
 121     /* compute total header size & pad bit */
 122
 123     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 124     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 125
 126     /* frame fractional size to compute padding */
 127     s->frame_frac = 0;
 128     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 129
 130     /* select the right allocation table */
 131     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 132
 133     /* number of used subbands */
 134     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 135     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 136
 137     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 138             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 139
 140     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 141         s->samples_offset[i] = 0;
 142
 143     for(i=0;i<257;i++) {
 144         int v;
 145         v = ff_mpa_enwindow[i];
 146 #if WFRAC_BITS != 16
 147         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 148 #endif
 149         s->filter_bank[i] = v;
 150         if ((i & 63) != 0)
 151             v = -v;
 152         if (i != 0)
 153             s->filter_bank[512 - i] = v;
 154     }
 155
 156     for(i=0;i<64;i++) {
 157         v = (int)(exp2((3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 158         if (v <= 0)
 159             v = 1;
 160         s->scale_factor_table[i] = v;
 161 #if USE_FLOATS
 162         s->scale_factor_inv_table[i] = exp2(-(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 163 #else
 164 #define P 15
 165         s->scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 166         s->scale_factor_mult[i] = (1 << P) * exp2((i % 3) / 3.0);
 167 #endif
 168     }
 169     for(i=0;i<128;i++) {
 170         v = i - 64;
 171         if (v <= -3)
 172             v = 0;
 173         else if (v < 0)
 174             v = 1;
 175         else if (v == 0)
 176             v = 2;
 177         else if (v < 3)
 178             v = 3;
 179         else
 180             v = 4;
 181         s->scale_diff_table[i] = v;
 182     }
 183
 184     for(i=0;i<17;i++) {
 185         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 186         if (v < 0)
 187             v = -v;
 188         else
 189             v = v * 3;
 190         s->total_quant_bits[i] = 12 * v;
 191     }
 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 = s->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(MpegAudioContext *s,
 372                                   unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 373                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 374                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 375                                   int sblimit)
 376 {
 377     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 378     int index, d1, d2;
 379     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 380
 381     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 382         for(i=0;i<3;i++) {
 383             /* find the max absolute value */
 384             p = &sb_samples[i][0][j];
 385             vmax = abs(*p);
 386             for(k=1;k<12;k++) {
 387                 p += SBLIMIT;
 388                 v = abs(*p);
 389                 if (v > vmax)
 390                     vmax = v;
 391             }
 392             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 393             if (vmax > 1) {
 394                 n = av_log2(vmax);
 395                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 396                    use at most 2 compares to find the index */
 397                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 398                 if (index >= 0) {
 399                     while (vmax <= s->scale_factor_table[index+1])
 400                         index++;
 401                 } else {
 402                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 403                 }
 404             } else {
 405                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 406             }
 407
 408             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 409                     j, i, vmax, s->scale_factor_table[index], index);
 410             /* store the scale factor */
 411             av_assert2(index >=0 && index <= 63);
 412             sf[i] = index;
 413         }
 414
 415         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 416            are close enough to each other */
 417         d1 = s->scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 418         d2 = s->scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 419
 420         /* handle the 25 cases */
 421         switch(d1 * 5 + d2) {
 422         case 0*5+0:
 423         case 0*5+4:
 424         case 3*5+4:
 425         case 4*5+0:
 426         case 4*5+4:
 427             code = 0;
 428             break;
 429         case 0*5+1:
 430         case 0*5+2:
 431         case 4*5+1:
 432         case 4*5+2:
 433             code = 3;
 434             sf[2] = sf[1];
 435             break;
 436         case 0*5+3:
 437         case 4*5+3:
 438             code = 3;
 439             sf[1] = sf[2];
 440             break;
 441         case 1*5+0:
 442         case 1*5+4:
 443         case 2*5+4:
 444             code = 1;
 445             sf[1] = sf[0];
 446             break;
 447         case 1*5+1:
 448         case 1*5+2:
 449         case 2*5+0:
 450         case 2*5+1:
 451         case 2*5+2:
 452             code = 2;
 453             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 454             break;
 455         case 2*5+3:
 456         case 3*5+3:
 457             code = 2;
 458             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 459             break;
 460         case 3*5+0:
 461         case 3*5+1:
 462         case 3*5+2:
 463             code = 2;
 464             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 465             break;
 466         case 1*5+3:
 467             code = 2;
 468             if (sf[0] > sf[2])
 469               sf[0] = sf[2];
 470             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 471             break;
 472         default:
 473             av_assert2(0); //cannot happen
 474             code = 0;           /* kill warning */
 475         }
 476
 477         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 478                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 479         scale_code[j] = code;
 480         sf += 3;
 481     }
 482 }
 483
 484 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 485    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 486    but also this is the simpler. */
 487 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 488 {
 489     int i;
 490
 491     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 492         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 493     }
 494 }
 495
 496
 497 #define SB_NOTALLOCATED  0
 498 #define SB_ALLOCATED     1
 499 #define SB_NOMORE        2
 500
 501 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 502    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 503    smaller than other encoders :-) */
 504 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 505                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 506                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 507                                    int *padding)
 508 {
 509     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 510     int incr;
 511     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 512     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 513     const unsigned char *alloc;
 514
 515     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 516     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 517     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 518
 519     /* compute frame size and padding */
 520     max_frame_size = s->frame_size;
 521     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 522     if (s->frame_frac >= 65536) {
 523         s->frame_frac -= 65536;
 524         s->do_padding = 1;
 525         max_frame_size += 8;
 526     } else {
 527         s->do_padding = 0;
 528     }
 529
 530     /* compute the header + bit alloc size */
 531     current_frame_size = 32;
 532     alloc = s->alloc_table;
 533     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 534         incr = alloc[0];
 535         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 536         alloc += 1 << incr;
 537     }
 538     for(;;) {
 539         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 540         max_sb = -1;
 541         max_ch = -1;
 542         max_smr = INT_MIN;
 543         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 544             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 545                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 546                     max_smr = smr[ch][i];
 547                     max_sb = i;
 548                     max_ch = ch;
 549                 }
 550             }
 551         }
 552         if (max_sb < 0)
 553             break;
 554         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 555                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 556                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 557
 558         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 559            pointer table) */
 560         alloc = s->alloc_table;
 561         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 562             alloc += 1 << alloc[0];
 563         }
 564
 565         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 566             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 567             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 568             incr += s->total_quant_bits[alloc[1]];
 569         } else {
 570             /* increments bit allocation */
 571             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 572             incr = s->total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 573                 s->total_quant_bits[alloc[b]];
 574         }
 575
 576         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 577             /* can increase size */
 578             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 579             current_frame_size += incr;
 580             /* decrease smr by the resolution we added */
 581             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 582             /* max allocation size reached ? */
 583             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 584                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 585             else
 586                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 587         } else {
 588             /* cannot increase the size of this subband */
 589             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 590         }
 591     }
 592     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 593     av_assert0(*padding >= 0);
 594 }
 595
 596 /*
 597  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 598  * compared to other encoders :-)
 599  */
 600 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 601                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 602                          int padding)
 603 {
 604     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 605     unsigned char *sf;
 606     int q[3];
 607     PutBitContext *p = &s->pb;
 608
 609     /* header */
 610
 611     put_bits(p, 12, 0xfff);
 612     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 613     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 614     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 615     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 616     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 617     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 618     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 619     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 620     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 621     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 622     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 623     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 624
 625     /* bit allocation */
 626     j = 0;
 627     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 628         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 629         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 630             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 631         }
 632         j += 1 << bit_alloc_bits;
 633     }
 634
 635     /* scale codes */
 636     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 637         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 638             if (bit_alloc[ch][i])
 639                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 640         }
 641     }
 642
 643     /* scale factors */
 644     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 645         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 646             if (bit_alloc[ch][i]) {
 647                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 648                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 649                 case 0:
 650                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 651                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 652                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 653                     break;
 654                 case 3:
 655                 case 1:
 656                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 657                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 658                     break;
 659                 case 2:
 660                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 661                     break;
 662                 }
 663             }
 664         }
 665     }
 666
 667     /* quantization & write sub band samples */
 668
 669     for(k=0;k<3;k++) {
 670         for(l=0;l<12;l+=3) {
 671             j = 0;
 672             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 673                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 674                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 675                     b = bit_alloc[ch][i];
 676                     if (b) {
 677                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 678                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 679                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 680                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 681                         for(m=0;m<3;m++) {
 682                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 683                             /* divide by scale factor */
 684 #if USE_FLOATS
 685                             {
 686                                 float a;
 687                                 a = (float)sample * s->scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 688                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 689                             }
 690 #else
 691                             {
 692                                 int q1, e, shift, mult;
 693                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 694                                 shift = s->scale_factor_shift[e];
 695                                 mult = s->scale_factor_mult[e];
 696
 697                                 /* normalize to P bits */
 698                                 if (shift < 0)
 699                                     q1 = sample << (-shift);
 700                                 else
 701                                     q1 = sample >> shift;
 702                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 703                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 704                                 if (q[m] < 0)
 705                                     q[m] = 0;
 706                             }
 707 #endif
 708                             if (q[m] >= steps)
 709                                 q[m] = steps - 1;
 710                             av_assert2(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 711                         }
 712                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 713                         if (bits < 0) {
 714                             /* group the 3 values to save bits */
 715                             put_bits(p, -bits,
 716                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 717                         } else {
 718                             put_bits(p, bits, q[0]);
 719                             put_bits(p, bits, q[1]);
 720                             put_bits(p, bits, q[2]);
 721                         }
 722                     }
 723                 }
 724                 /* next subband in alloc table */
 725                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 726             }
 727         }
 728     }
 729
 730     /* padding */
 731     for(i=0;i<padding;i++)
 732         put_bits(p, 1, 0);
 733
 734     /* flush */
 735     flush_put_bits(p);
 736 }
 737
 738 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 739                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 740 {
 741     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 742     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 743     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 744     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 745     int padding, i, ret;
 746
 747     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 748         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 749     }
 750
 751     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 752         compute_scale_factors(s, s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 753                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 754     }
 755     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 756         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 757     }
 758     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 759
 760     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)) < 0)
 761         return ret;
 762
 763     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 764
 765     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 766
 767     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 768         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
 769
 770     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
 771     *got_packet_ptr = 1;
 772     return 0;
 773 }
 774
 775 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 776     { "b",    "128k" },
 777     { NULL },
 778 };
 779