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 "internal.h"
  29 #include "put_bits.h"
  30
  31 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  32 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
  33
  34 #include "mpegaudio.h"
  35
  36 /* currently, cannot change these constants (need to modify
  37    quantization stage) */
  38 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  39
  40 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  41
  42 typedef struct MpegAudioContext {
  43     PutBitContext pb;
  44     int nb_channels;
  45     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  46     int bitrate_index; /* bit rate */
  47     int freq_index;
  48     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  49     /* padding computation */
  50     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  51     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  52     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  53     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  54     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  55     /* code to group 3 scale factors */
  56     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  57     int sblimit; /* number of used subbands */
  58     const unsigned char *alloc_table;
  59 } MpegAudioContext;
  60
  61 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
  62 #define USE_FLOATS
  63
  64 #include "mpegaudiodata.h"
  65 #include "mpegaudiotab.h"
  66
  67 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  68 {
  69     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  70     int freq = avctx->sample_rate;
  71     int bitrate = avctx->bit_rate;
  72     int channels = avctx->channels;
  73     int i, v, table;
  74     float a;
  75
  76     if (channels <= 0 || channels > 2){
  77         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  78         return -1;
  79     }
  80     bitrate = bitrate / 1000;
  81     s->nb_channels = channels;
  82     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  83
  84     /* encoding freq */
  85     s->lsf = 0;
  86     for(i=0;i<3;i++) {
  87         if (ff_mpa_freq_tab[i] == freq)
  88             break;
  89         if ((ff_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
  90             s->lsf = 1;
  91             break;
  92         }
  93     }
  94     if (i == 3){
  95         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
  96         return -1;
  97     }
  98     s->freq_index = i;
  99
 100     /* encoding bitrate & frequency */
 101     for(i=0;i<15;i++) {
 102         if (ff_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
 103             break;
 104     }
 105     if (i == 15){
 106         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
 107         return -1;
 108     }
 109     s->bitrate_index = i;
 110
 111     /* compute total header size & pad bit */
 112
 113     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
 114     s->frame_size = ((int)a) * 8;
 115
 116     /* frame fractional size to compute padding */
 117     s->frame_frac = 0;
 118     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
 119
 120     /* select the right allocation table */
 121     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
 122
 123     /* number of used subbands */
 124     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
 125     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
 126
 127     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
 128             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
 129
 130     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
 131         s->samples_offset[i] = 0;
 132
 133     for(i=0;i<257;i++) {
 134         int v;
 135         v = ff_mpa_enwindow[i];
 136 #if WFRAC_BITS != 16
 137         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 138 #endif
 139         filter_bank[i] = v;
 140         if ((i & 63) != 0)
 141             v = -v;
 142         if (i != 0)
 143             filter_bank[512 - i] = v;
 144     }
 145
 146     for(i=0;i<64;i++) {
 147         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
 148         if (v <= 0)
 149             v = 1;
 150         scale_factor_table[i] = v;
 151 #ifdef USE_FLOATS
 152         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
 153 #else
 154 #define P 15
 155         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
 156         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
 157 #endif
 158     }
 159     for(i=0;i<128;i++) {
 160         v = i - 64;
 161         if (v <= -3)
 162             v = 0;
 163         else if (v < 0)
 164             v = 1;
 165         else if (v == 0)
 166             v = 2;
 167         else if (v < 3)
 168             v = 3;
 169         else
 170             v = 4;
 171         scale_diff_table[i] = v;
 172     }
 173
 174     for(i=0;i<17;i++) {
 175         v = ff_mpa_quant_bits[i];
 176         if (v < 0)
 177             v = -v;
 178         else
 179             v = v * 3;
 180         total_quant_bits[i] = 12 * v;
 181     }
 182
 183     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 184     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 185
 186     return 0;
 187 }
 188
 189 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
 190 static void idct32(int *out, int *tab)
 191 {
 192     int i, j;
 193     int *t, *t1, xr;
 194     const int *xp = costab32;
 195
 196     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
 197
 198     t = tab + 30;
 199     t1 = tab + 2;
 200     do {
 201         t[0] += t[-4];
 202         t[1] += t[1 - 4];
 203         t -= 4;
 204     } while (t != t1);
 205
 206     t = tab + 28;
 207     t1 = tab + 4;
 208     do {
 209         t[0] += t[-8];
 210         t[1] += t[1-8];
 211         t[2] += t[2-8];
 212         t[3] += t[3-8];
 213         t -= 8;
 214     } while (t != t1);
 215
 216     t = tab;
 217     t1 = tab + 32;
 218     do {
 219         t[ 3] = -t[ 3];
 220         t[ 6] = -t[ 6];
 221
 222         t[11] = -t[11];
 223         t[12] = -t[12];
 224         t[13] = -t[13];
 225         t[15] = -t[15];
 226         t += 16;
 227     } while (t != t1);
 228
 229
 230     t = tab;
 231     t1 = tab + 8;
 232     do {
 233         int x1, x2, x3, x4;
 234
 235         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
 236         x4 = t[0] - x3;
 237         x3 = t[0] + x3;
 238
 239         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
 240         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
 241         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
 242
 243         t[ 0] = x3 + x1;
 244         t[ 8] = x4 - x2;
 245         t[16] = x4 + x2;
 246         t[24] = x3 - x1;
 247         t++;
 248     } while (t != t1);
 249
 250     xp += 2;
 251     t = tab;
 252     t1 = tab + 4;
 253     do {
 254         xr = MUL(t[28],xp[0]);
 255         t[28] = (t[0] - xr);
 256         t[0] = (t[0] + xr);
 257
 258         xr = MUL(t[4],xp[1]);
 259         t[ 4] = (t[24] - xr);
 260         t[24] = (t[24] + xr);
 261
 262         xr = MUL(t[20],xp[2]);
 263         t[20] = (t[8] - xr);
 264         t[ 8] = (t[8] + xr);
 265
 266         xr = MUL(t[12],xp[3]);
 267         t[12] = (t[16] - xr);
 268         t[16] = (t[16] + xr);
 269         t++;
 270     } while (t != t1);
 271     xp += 4;
 272
 273     for (i = 0; i < 4; i++) {
 274         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
 275         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
 276         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
 277
 278         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
 279         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
 280         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
 281
 282         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
 283         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
 284         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
 285
 286         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
 287         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
 288         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
 289
 290         xp += 2;
 291     }
 292
 293     t = tab + 30;
 294     t1 = tab + 1;
 295     do {
 296         xr = MUL(t1[0], *xp);
 297         t1[0] = (t[0] - xr);
 298         t[0] = (t[0] + xr);
 299         t -= 2;
 300         t1 += 2;
 301         xp++;
 302     } while (t >= tab);
 303
 304     for(i=0;i<32;i++) {
 305         out[i] = tab[bitinv32[i]];
 306     }
 307 }
 308
 309 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
 310
 311 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
 312 {
 313     short *p, *q;
 314     int sum, offset, i, j;
 315     int tmp[64];
 316     int tmp1[32];
 317     int *out;
 318
 319     offset = s->samples_offset[ch];
 320     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
 321     for(j=0;j<36;j++) {
 322         /* 32 samples at once */
 323         for(i=0;i<32;i++) {
 324             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
 325             samples += incr;
 326         }
 327
 328         /* filter */
 329         p = s->samples_buf[ch] + offset;
 330         q = filter_bank;
 331         /* maxsum = 23169 */
 332         for(i=0;i<64;i++) {
 333             sum = p[0*64] * q[0*64];
 334             sum += p[1*64] * q[1*64];
 335             sum += p[2*64] * q[2*64];
 336             sum += p[3*64] * q[3*64];
 337             sum += p[4*64] * q[4*64];
 338             sum += p[5*64] * q[5*64];
 339             sum += p[6*64] * q[6*64];
 340             sum += p[7*64] * q[7*64];
 341             tmp[i] = sum;
 342             p++;
 343             q++;
 344         }
 345         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
 346         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
 347         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
 348
 349         idct32(out, tmp1);
 350
 351         /* advance of 32 samples */
 352         offset -= 32;
 353         out += 32;
 354         /* handle the wrap around */
 355         if (offset < 0) {
 356             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
 357                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
 358             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
 359         }
 360     }
 361     s->samples_offset[ch] = offset;
 362 }
 363
 364 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
 365                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
 366                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
 367                                   int sblimit)
 368 {
 369     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
 370     int index, d1, d2;
 371     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
 372
 373     for(j=0;j<sblimit;j++) {
 374         for(i=0;i<3;i++) {
 375             /* find the max absolute value */
 376             p = &sb_samples[i][0][j];
 377             vmax = abs(*p);
 378             for(k=1;k<12;k++) {
 379                 p += SBLIMIT;
 380                 v = abs(*p);
 381                 if (v > vmax)
 382                     vmax = v;
 383             }
 384             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
 385             if (vmax > 1) {
 386                 n = av_log2(vmax);
 387                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
 388                    use at most 2 compares to find the index */
 389                 index = (21 - n) * 3 - 3;
 390                 if (index >= 0) {
 391                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
 392                         index++;
 393                 } else {
 394                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
 395                 }
 396             } else {
 397                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
 398             }
 399
 400             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
 401                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
 402             /* store the scale factor */
 403             assert(index >=0 && index <= 63);
 404             sf[i] = index;
 405         }
 406
 407         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
 408            are close enough to each other */
 409         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
 410         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
 411
 412         /* handle the 25 cases */
 413         switch(d1 * 5 + d2) {
 414         case 0*5+0:
 415         case 0*5+4:
 416         case 3*5+4:
 417         case 4*5+0:
 418         case 4*5+4:
 419             code = 0;
 420             break;
 421         case 0*5+1:
 422         case 0*5+2:
 423         case 4*5+1:
 424         case 4*5+2:
 425             code = 3;
 426             sf[2] = sf[1];
 427             break;
 428         case 0*5+3:
 429         case 4*5+3:
 430             code = 3;
 431             sf[1] = sf[2];
 432             break;
 433         case 1*5+0:
 434         case 1*5+4:
 435         case 2*5+4:
 436             code = 1;
 437             sf[1] = sf[0];
 438             break;
 439         case 1*5+1:
 440         case 1*5+2:
 441         case 2*5+0:
 442         case 2*5+1:
 443         case 2*5+2:
 444             code = 2;
 445             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 446             break;
 447         case 2*5+3:
 448         case 3*5+3:
 449             code = 2;
 450             sf[0] = sf[1] = sf[2];
 451             break;
 452         case 3*5+0:
 453         case 3*5+1:
 454         case 3*5+2:
 455             code = 2;
 456             sf[0] = sf[2] = sf[1];
 457             break;
 458         case 1*5+3:
 459             code = 2;
 460             if (sf[0] > sf[2])
 461               sf[0] = sf[2];
 462             sf[1] = sf[2] = sf[0];
 463             break;
 464         default:
 465             assert(0); //cannot happen
 466             code = 0;           /* kill warning */
 467         }
 468
 469         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
 470                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
 471         scale_code[j] = code;
 472         sf += 3;
 473     }
 474 }
 475
 476 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
 477    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
 478    but also this is the simpler. */
 479 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
 480 {
 481     int i;
 482
 483     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 484         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
 485     }
 486 }
 487
 488
 489 #define SB_NOTALLOCATED  0
 490 #define SB_ALLOCATED     1
 491 #define SB_NOMORE        2
 492
 493 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
 494    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
 495    smaller than other encoders :-) */
 496 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
 497                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 498                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 499                                    int *padding)
 500 {
 501     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
 502     int incr;
 503     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 504     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 505     const unsigned char *alloc;
 506
 507     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
 508     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
 509     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
 510
 511     /* compute frame size and padding */
 512     max_frame_size = s->frame_size;
 513     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
 514     if (s->frame_frac >= 65536) {
 515         s->frame_frac -= 65536;
 516         s->do_padding = 1;
 517         max_frame_size += 8;
 518     } else {
 519         s->do_padding = 0;
 520     }
 521
 522     /* compute the header + bit alloc size */
 523     current_frame_size = 32;
 524     alloc = s->alloc_table;
 525     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 526         incr = alloc[0];
 527         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
 528         alloc += 1 << incr;
 529     }
 530     for(;;) {
 531         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
 532         max_sb = -1;
 533         max_ch = -1;
 534         max_smr = INT_MIN;
 535         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 536             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 537                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
 538                     max_smr = smr[ch][i];
 539                     max_sb = i;
 540                     max_ch = ch;
 541                 }
 542             }
 543         }
 544         if (max_sb < 0)
 545             break;
 546         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
 547                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
 548                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
 549
 550         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
 551            pointer table) */
 552         alloc = s->alloc_table;
 553         for(i=0;i<max_sb;i++) {
 554             alloc += 1 << alloc[0];
 555         }
 556
 557         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
 558             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
 559             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
 560             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
 561         } else {
 562             /* increments bit allocation */
 563             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
 564             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
 565                 total_quant_bits[alloc[b]];
 566         }
 567
 568         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
 569             /* can increase size */
 570             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
 571             current_frame_size += incr;
 572             /* decrease smr by the resolution we added */
 573             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
 574             /* max allocation size reached ? */
 575             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
 576                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 577             else
 578                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
 579         } else {
 580             /* cannot increase the size of this subband */
 581             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
 582         }
 583     }
 584     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
 585     assert(*padding >= 0);
 586 }
 587
 588 /*
 589  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
 590  * compared to other encoders :-)
 591  */
 592 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
 593                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
 594                          int padding)
 595 {
 596     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
 597     unsigned char *sf;
 598     int q[3];
 599     PutBitContext *p = &s->pb;
 600
 601     /* header */
 602
 603     put_bits(p, 12, 0xfff);
 604     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
 605     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
 606     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
 607     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
 608     put_bits(p, 2, s->freq_index);
 609     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
 610     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
 611     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
 612     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
 613     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
 614     put_bits(p, 1, 1); /* original */
 615     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
 616
 617     /* bit allocation */
 618     j = 0;
 619     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 620         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 621         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 622             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
 623         }
 624         j += 1 << bit_alloc_bits;
 625     }
 626
 627     /* scale codes */
 628     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 629         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 630             if (bit_alloc[ch][i])
 631                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
 632         }
 633     }
 634
 635     /* scale factors */
 636     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 637         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 638             if (bit_alloc[ch][i]) {
 639                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
 640                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
 641                 case 0:
 642                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 643                     put_bits(p, 6, sf[1]);
 644                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 645                     break;
 646                 case 3:
 647                 case 1:
 648                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 649                     put_bits(p, 6, sf[2]);
 650                     break;
 651                 case 2:
 652                     put_bits(p, 6, sf[0]);
 653                     break;
 654                 }
 655             }
 656         }
 657     }
 658
 659     /* quantization & write sub band samples */
 660
 661     for(k=0;k<3;k++) {
 662         for(l=0;l<12;l+=3) {
 663             j = 0;
 664             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
 665                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
 666                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 667                     b = bit_alloc[ch][i];
 668                     if (b) {
 669                         int qindex, steps, m, sample, bits;
 670                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
 671                         qindex = s->alloc_table[j+b];
 672                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
 673                         for(m=0;m<3;m++) {
 674                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
 675                             /* divide by scale factor */
 676 #ifdef USE_FLOATS
 677                             {
 678                                 float a;
 679                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
 680                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
 681                             }
 682 #else
 683                             {
 684                                 int q1, e, shift, mult;
 685                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
 686                                 shift = scale_factor_shift[e];
 687                                 mult = scale_factor_mult[e];
 688
 689                                 /* normalize to P bits */
 690                                 if (shift < 0)
 691                                     q1 = sample << (-shift);
 692                                 else
 693                                     q1 = sample >> shift;
 694                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
 695                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
 696                             }
 697 #endif
 698                             if (q[m] >= steps)
 699                                 q[m] = steps - 1;
 700                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
 701                         }
 702                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
 703                         if (bits < 0) {
 704                             /* group the 3 values to save bits */
 705                             put_bits(p, -bits,
 706                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
 707                         } else {
 708                             put_bits(p, bits, q[0]);
 709                             put_bits(p, bits, q[1]);
 710                             put_bits(p, bits, q[2]);
 711                         }
 712                     }
 713                 }
 714                 /* next subband in alloc table */
 715                 j += 1 << bit_alloc_bits;
 716             }
 717         }
 718     }
 719
 720     /* padding */
 721     for(i=0;i<padding;i++)
 722         put_bits(p, 1, 0);
 723
 724     /* flush */
 725     flush_put_bits(p);
 726 }
 727
 728 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 729                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 730 {
 731     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
 732     const short *samples = data;
 733     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 734     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
 735     int padding, i;
 736
 737     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 738         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
 739     }
 740
 741     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 742         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
 743                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
 744     }
 745     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
 746         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
 747     }
 748     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
 749
 750     init_put_bits(&s->pb, frame, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
 751
 752     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
 753
 754     return put_bits_ptr(&s->pb) - s->pb.buf;
 755 }
 756
 757 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 758 {
 759     av_freep(&avctx->coded_frame);
 760     return 0;
 761 }
 762
 763 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
 764     { "b",    "128k" },
 765     { NULL },
 766 };
 767
 768 AVCodec ff_mp2_encoder = {
 769     .name           = "mp2",
 770     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 771     .id             = CODEC_ID_MP2,
 772     .priv_data_size = sizeof(MpegAudioContext),
 773     .init           = MPA_encode_init,
 774     .encode         = MPA_encode_frame,
 775     .close          = MPA_encode_close,
 776     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
 777     .supported_samplerates= (const int[]){44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0},
 778     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 779     .defaults       = mp2_defaults,
 780 };