aa93442d57124fe981e528a3b38460925e158cc4
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpegaudio.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 mpegaudio.c
24  * The simplest mpeg audio layer 2 encoder.
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "bitstream.h"
29 #include "mpegaudio.h"
30
31 /* currently, cannot change these constants (need to modify
32    quantization stage) */
33 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
34 #define FIX(a)   ((int)((a) * (1 << FRAC_BITS)))
35
36 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
37
38 typedef struct MpegAudioContext {
39     PutBitContext pb;
40     int nb_channels;
41     int freq, bit_rate;
42     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
43     int bitrate_index; /* bit rate */
44     int freq_index;
45     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
46     int64_t nb_samples; /* total number of samples encoded */
47     /* padding computation */
48     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
49     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
50     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
51     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
52     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
53     /* code to group 3 scale factors */
54     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
55     int sblimit; /* number of used subbands */
56     const unsigned char *alloc_table;
57 } MpegAudioContext;
58
59 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
60 //#define USE_FLOATS
61
62 #include "mpegaudiotab.h"
63
64 static int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
65 {
66     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
67     int freq = avctx->sample_rate;
68     int bitrate = avctx->bit_rate;
69     int channels = avctx->channels;
70     int i, v, table;
71     float a;
72
73     if (channels > 2)
74         return -1;
75     bitrate = bitrate / 1000;
76     s->nb_channels = channels;
77     s->freq = freq;
78     s->bit_rate = bitrate * 1000;
79     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
80
81     /* encoding freq */
82     s->lsf = 0;
83     for(i=0;i<3;i++) {
84         if (mpa_freq_tab[i] == freq)
85             break;
86         if ((mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
87             s->lsf = 1;
88             break;
89         }
90     }
91     if (i == 3){
92         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
93         return -1;
94     }
95     s->freq_index = i;
96
97     /* encoding bitrate & frequency */
98     for(i=0;i<15;i++) {
99         if (mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
100             break;
101     }
102     if (i == 15){
103         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
104         return -1;
105     }
106     s->bitrate_index = i;
107
108     /* compute total header size & pad bit */
109
110     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
111     s->frame_size = ((int)a) * 8;
112
113     /* frame fractional size to compute padding */
114     s->frame_frac = 0;
115     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
116
117     /* select the right allocation table */
118     table = l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
119
120     /* number of used subbands */
121     s->sblimit = sblimit_table[table];
122     s->alloc_table = alloc_tables[table];
123
124 #ifdef DEBUG
125     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
126            bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
127 #endif
128
129     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
130         s->samples_offset[i] = 0;
131
132     for(i=0;i<257;i++) {
133         int v;
134         v = mpa_enwindow[i];
135 #if WFRAC_BITS != 16
136         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
137 #endif
138         filter_bank[i] = v;
139         if ((i & 63) != 0)
140             v = -v;
141         if (i != 0)
142             filter_bank[512 - i] = v;
143     }
144
145     for(i=0;i<64;i++) {
146         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
147         if (v <= 0)
148             v = 1;
149         scale_factor_table[i] = v;
150 #ifdef USE_FLOATS
151         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
152 #else
153 #define P 15
154         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
155         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
156 #endif
157     }
158     for(i=0;i<128;i++) {
159         v = i - 64;
160         if (v <= -3)
161             v = 0;
162         else if (v < 0)
163             v = 1;
164         else if (v == 0)
165             v = 2;
166         else if (v < 3)
167             v = 3;
168         else
169             v = 4;
170         scale_diff_table[i] = v;
171     }
172
173     for(i=0;i<17;i++) {
174         v = quant_bits[i];
175         if (v < 0)
176             v = -v;
177         else
178             v = v * 3;
179         total_quant_bits[i] = 12 * v;
180     }
181
182     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
183     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
184
185     return 0;
186 }
187
188 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
189 static void idct32(int *out, int *tab)
190 {
191     int i, j;
192     int *t, *t1, xr;
193     const int *xp = costab32;
194
195     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
196
197     t = tab + 30;
198     t1 = tab + 2;
199     do {
200         t[0] += t[-4];
201         t[1] += t[1 - 4];
202         t -= 4;
203     } while (t != t1);
204
205     t = tab + 28;
206     t1 = tab + 4;
207     do {
208         t[0] += t[-8];
209         t[1] += t[1-8];
210         t[2] += t[2-8];
211         t[3] += t[3-8];
212         t -= 8;
213     } while (t != t1);
214
215     t = tab;
216     t1 = tab + 32;
217     do {
218         t[ 3] = -t[ 3];
219         t[ 6] = -t[ 6];
220
221         t[11] = -t[11];
222         t[12] = -t[12];
223         t[13] = -t[13];
224         t[15] = -t[15];
225         t += 16;
226     } while (t != t1);
227
228
229     t = tab;
230     t1 = tab + 8;
231     do {
232         int x1, x2, x3, x4;
233
234         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
235         x4 = t[0] - x3;
236         x3 = t[0] + x3;
237
238         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
239         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
240         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
241
242         t[ 0] = x3 + x1;
243         t[ 8] = x4 - x2;
244         t[16] = x4 + x2;
245         t[24] = x3 - x1;
246         t++;
247     } while (t != t1);
248
249     xp += 2;
250     t = tab;
251     t1 = tab + 4;
252     do {
253         xr = MUL(t[28],xp[0]);
254         t[28] = (t[0] - xr);
255         t[0] = (t[0] + xr);
256
257         xr = MUL(t[4],xp[1]);
258         t[ 4] = (t[24] - xr);
259         t[24] = (t[24] + xr);
260
261         xr = MUL(t[20],xp[2]);
262         t[20] = (t[8] - xr);
263         t[ 8] = (t[8] + xr);
264
265         xr = MUL(t[12],xp[3]);
266         t[12] = (t[16] - xr);
267         t[16] = (t[16] + xr);
268         t++;
269     } while (t != t1);
270     xp += 4;
271
272     for (i = 0; i < 4; i++) {
273         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
274         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
275         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
276
277         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
278         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
279         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
280
281         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
282         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
283         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
284
285         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
286         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
287         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
288
289         xp += 2;
290     }
291
292     t = tab + 30;
293     t1 = tab + 1;
294     do {
295         xr = MUL(t1[0], *xp);
296         t1[0] = (t[0] - xr);
297         t[0] = (t[0] + xr);
298         t -= 2;
299         t1 += 2;
300         xp++;
301     } while (t >= tab);
302
303     for(i=0;i<32;i++) {
304         out[i] = tab[bitinv32[i]];
305     }
306 }
307
308 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
309
310 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, short *samples, int incr)
311 {
312     short *p, *q;
313     int sum, offset, i, j;
314     int tmp[64];
315     int tmp1[32];
316     int *out;
317
318     //    print_pow1(samples, 1152);
319
320     offset = s->samples_offset[ch];
321     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
322     for(j=0;j<36;j++) {
323         /* 32 samples at once */
324         for(i=0;i<32;i++) {
325             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
326             samples += incr;
327         }
328
329         /* filter */
330         p = s->samples_buf[ch] + offset;
331         q = filter_bank;
332         /* maxsum = 23169 */
333         for(i=0;i<64;i++) {
334             sum = p[0*64] * q[0*64];
335             sum += p[1*64] * q[1*64];
336             sum += p[2*64] * q[2*64];
337             sum += p[3*64] * q[3*64];
338             sum += p[4*64] * q[4*64];
339             sum += p[5*64] * q[5*64];
340             sum += p[6*64] * q[6*64];
341             sum += p[7*64] * q[7*64];
342             tmp[i] = sum;
343             p++;
344             q++;
345         }
346         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
347         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
348         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
349
350         idct32(out, tmp1);
351
352         /* advance of 32 samples */
353         offset -= 32;
354         out += 32;
355         /* handle the wrap around */
356         if (offset < 0) {
357             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
358                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
359             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
360         }
361     }
362     s->samples_offset[ch] = offset;
363
364     //    print_pow(s->sb_samples, 1152);
365 }
366
367 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
368                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
369                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
370                                   int sblimit)
371 {
372     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
373     int index, d1, d2;
374     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
375
376     for(j=0;j<sblimit;j++) {
377         for(i=0;i<3;i++) {
378             /* find the max absolute value */
379             p = &sb_samples[i][0][j];
380             vmax = abs(*p);
381             for(k=1;k<12;k++) {
382                 p += SBLIMIT;
383                 v = abs(*p);
384                 if (v > vmax)
385                     vmax = v;
386             }
387             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
388             if (vmax > 0) {
389                 n = av_log2(vmax);
390                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
391                    use at most 2 compares to find the index */
392                 index = (21 - n) * 3 - 3;
393                 if (index >= 0) {
394                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
395                         index++;
396                 } else {
397                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
398                 }
399             } else {
400                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
401             }
402
403 #if 0
404             printf("%2d:%d in=%x %x %d\n",
405                    j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
406 #endif
407             /* store the scale factor */
408             assert(index >=0 && index <= 63);
409             sf[i] = index;
410         }
411
412         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
413            are close enough to each other */
414         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
415         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
416
417         /* handle the 25 cases */
418         switch(d1 * 5 + d2) {
419         case 0*5+0:
420         case 0*5+4:
421         case 3*5+4:
422         case 4*5+0:
423         case 4*5+4:
424             code = 0;
425             break;
426         case 0*5+1:
427         case 0*5+2:
428         case 4*5+1:
429         case 4*5+2:
430             code = 3;
431             sf[2] = sf[1];
432             break;
433         case 0*5+3:
434         case 4*5+3:
435             code = 3;
436             sf[1] = sf[2];
437             break;
438         case 1*5+0:
439         case 1*5+4:
440         case 2*5+4:
441             code = 1;
442             sf[1] = sf[0];
443             break;
444         case 1*5+1:
445         case 1*5+2:
446         case 2*5+0:
447         case 2*5+1:
448         case 2*5+2:
449             code = 2;
450             sf[1] = sf[2] = sf[0];
451             break;
452         case 2*5+3:
453         case 3*5+3:
454             code = 2;
455             sf[0] = sf[1] = sf[2];
456             break;
457         case 3*5+0:
458         case 3*5+1:
459         case 3*5+2:
460             code = 2;
461             sf[0] = sf[2] = sf[1];
462             break;
463         case 1*5+3:
464             code = 2;
465             if (sf[0] > sf[2])
466               sf[0] = sf[2];
467             sf[1] = sf[2] = sf[0];
468             break;
469         default:
470             assert(0); //cant happen
471             code = 0;           /* kill warning */
472         }
473
474 #if 0
475         printf("%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
476                sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
477 #endif
478         scale_code[j] = code;
479         sf += 3;
480     }
481 }
482
483 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
484    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
485    but also this is the simpler. */
486 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
487 {
488     int i;
489
490     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
491         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
492     }
493 }
494
495
496 #define SB_NOTALLOCATED  0
497 #define SB_ALLOCATED     1
498 #define SB_NOMORE        2
499
500 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
501    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
502    smaller than other encoders :-) */
503 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
504                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
505                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
506                                    int *padding)
507 {
508     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
509     int incr;
510     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
511     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
512     const unsigned char *alloc;
513
514     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
515     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
516     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
517
518     /* compute frame size and padding */
519     max_frame_size = s->frame_size;
520     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
521     if (s->frame_frac >= 65536) {
522         s->frame_frac -= 65536;
523         s->do_padding = 1;
524         max_frame_size += 8;
525     } else {
526         s->do_padding = 0;
527     }
528
529     /* compute the header + bit alloc size */
530     current_frame_size = 32;
531     alloc = s->alloc_table;
532     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
533         incr = alloc[0];
534         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
535         alloc += 1 << incr;
536     }
537     for(;;) {
538         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
539         max_sb = -1;
540         max_ch = -1;
541         max_smr = 0x80000000;
542         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
543             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
544                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
545                     max_smr = smr[ch][i];
546                     max_sb = i;
547                     max_ch = ch;
548                 }
549             }
550         }
551 #if 0
552         printf("current=%d max=%d max_sb=%d alloc=%d\n",
553                current_frame_size, max_frame_size, max_sb,
554                bit_alloc[max_sb]);
555 #endif
556         if (max_sb < 0)
557             break;
558
559         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
560            pointer table) */
561         alloc = s->alloc_table;
562         for(i=0;i<max_sb;i++) {
563             alloc += 1 << alloc[0];
564         }
565
566         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
567             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
568             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
569             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
570         } else {
571             /* increments bit allocation */
572             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
573             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
574                 total_quant_bits[alloc[b]];
575         }
576
577         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
578             /* can increase size */
579             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
580             current_frame_size += incr;
581             /* decrease smr by the resolution we added */
582             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
583             /* max allocation size reached ? */
584             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
585                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
586             else
587                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
588         } else {
589             /* cannot increase the size of this subband */
590             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
591         }
592     }
593     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
594     assert(*padding >= 0);
595
596 #if 0
597     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
598         printf("%d ", bit_alloc[i]);
599     }
600     printf("\n");
601 #endif
602 }
603
604 /*
605  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
606  * compared to other encoders :-)
607  */
608 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
609                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
610                          int padding)
611 {
612     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
613     unsigned char *sf;
614     int q[3];
615     PutBitContext *p = &s->pb;
616
617     /* header */
618
619     put_bits(p, 12, 0xfff);
620     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
621     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
622     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
623     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
624     put_bits(p, 2, s->freq_index);
625     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
626     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
627     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
628     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
629     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
630     put_bits(p, 1, 1); /* original */
631     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
632
633     /* bit allocation */
634     j = 0;
635     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
636         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
637         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
638             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
639         }
640         j += 1 << bit_alloc_bits;
641     }
642
643     /* scale codes */
644     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
645         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
646             if (bit_alloc[ch][i])
647                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
648         }
649     }
650
651     /* scale factors */
652     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
653         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
654             if (bit_alloc[ch][i]) {
655                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
656                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
657                 case 0:
658                     put_bits(p, 6, sf[0]);
659                     put_bits(p, 6, sf[1]);
660                     put_bits(p, 6, sf[2]);
661                     break;
662                 case 3:
663                 case 1:
664                     put_bits(p, 6, sf[0]);
665                     put_bits(p, 6, sf[2]);
666                     break;
667                 case 2:
668                     put_bits(p, 6, sf[0]);
669                     break;
670                 }
671             }
672         }
673     }
674
675     /* quantization & write sub band samples */
676
677     for(k=0;k<3;k++) {
678         for(l=0;l<12;l+=3) {
679             j = 0;
680             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
681                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
682                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
683                     b = bit_alloc[ch][i];
684                     if (b) {
685                         int qindex, steps, m, sample, bits;
686                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
687                         qindex = s->alloc_table[j+b];
688                         steps = quant_steps[qindex];
689                         for(m=0;m<3;m++) {
690                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
691                             /* divide by scale factor */
692 #ifdef USE_FLOATS
693                             {
694                                 float a;
695                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
696                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
697                             }
698 #else
699                             {
700                                 int q1, e, shift, mult;
701                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
702                                 shift = scale_factor_shift[e];
703                                 mult = scale_factor_mult[e];
704
705                                 /* normalize to P bits */
706                                 if (shift < 0)
707                                     q1 = sample << (-shift);
708                                 else
709                                     q1 = sample >> shift;
710                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
711                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
712                             }
713 #endif
714                             if (q[m] >= steps)
715                                 q[m] = steps - 1;
716                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
717                         }
718                         bits = 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 #if 0
724                             printf("%d: gr1 %d\n",
725                                    i, q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
726 #endif
727                         } else {
728 #if 0
729                             printf("%d: gr3 %d %d %d\n",
730                                    i, q[0], q[1], q[2]);
731 #endif
732                             put_bits(p, bits, q[0]);
733                             put_bits(p, bits, q[1]);
734                             put_bits(p, bits, q[2]);
735                         }
736                     }
737                 }
738                 /* next subband in alloc table */
739                 j += 1 << bit_alloc_bits;
740             }
741         }
742     }
743
744     /* padding */
745     for(i=0;i<padding;i++)
746         put_bits(p, 1, 0);
747
748     /* flush */
749     flush_put_bits(p);
750 }
751
752 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
753                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
754 {
755     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
756     short *samples = data;
757     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
758     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
759     int padding, i;
760
761     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
762         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
763     }
764
765     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
766         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
767                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
768     }
769     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
770         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
771     }
772     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
773
774     init_put_bits(&s->pb, frame, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
775
776     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
777
778     s->nb_samples += MPA_FRAME_SIZE;
779     return pbBufPtr(&s->pb) - s->pb.buf;
780 }
781
782 static int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
783 {
784     av_freep(&avctx->coded_frame);
785     return 0;
786 }
787
788 AVCodec mp2_encoder = {
789     "mp2",
790     CODEC_TYPE_AUDIO,
791     CODEC_ID_MP2,
792     sizeof(MpegAudioContext),
793     MPA_encode_init,
794     MPA_encode_frame,
795     MPA_encode_close,
796     NULL,
797 };
798
799 #undef FIX