merged code and tables between encoder and decoder
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpegaudio.c
1 /*
2  * The simplest mpeg audio layer 2 encoder
3  * Copyright (c) 2000 Gerard Lantau.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
18  */
19 #include "avcodec.h"
20 #include <math.h>
21 #include "mpegaudio.h"
22
23 #define DCT_BITS 14 /* number of bits for the DCT */
24 #define MUL(a,b) (((a) * (b)) >> DCT_BITS)
25 #define FIX(a)   ((int)((a) * (1 << DCT_BITS)))
26
27 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
28
29 typedef struct MpegAudioContext {
30     PutBitContext pb;
31     int nb_channels;
32     int freq, bit_rate;
33     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
34     int bitrate_index; /* bit rate */
35     int freq_index;
36     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
37     INT64 nb_samples; /* total number of samples encoded */
38     /* padding computation */
39     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
40     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
41     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
42     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
43     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
44     /* code to group 3 scale factors */
45     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];       
46     int sblimit; /* number of used subbands */
47     const unsigned char *alloc_table;
48 } MpegAudioContext;
49
50 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
51 //#define USE_FLOATS
52
53 #include "mpegaudiotab.h"
54
55 int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
56 {
57     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
58     int freq = avctx->sample_rate;
59     int bitrate = avctx->bit_rate;
60     int channels = avctx->channels;
61     int i, v, table;
62     float a;
63
64     if (channels > 2)
65         return -1;
66     bitrate = bitrate / 1000;
67     s->nb_channels = channels;
68     s->freq = freq;
69     s->bit_rate = bitrate * 1000;
70     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
71     avctx->key_frame = 1; /* always key frame */
72
73     /* encoding freq */
74     s->lsf = 0;
75     for(i=0;i<3;i++) {
76         if (mpa_freq_tab[i] == freq) 
77             break;
78         if ((mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
79             s->lsf = 1;
80             break;
81         }
82     }
83     if (i == 3)
84         return -1;
85     s->freq_index = i;
86
87     /* encoding bitrate & frequency */
88     for(i=0;i<15;i++) {
89         if (mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate) 
90             break;
91     }
92     if (i == 15)
93         return -1;
94     s->bitrate_index = i;
95
96     /* compute total header size & pad bit */
97     
98     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
99     s->frame_size = ((int)a) * 8;
100
101     /* frame fractional size to compute padding */
102     s->frame_frac = 0;
103     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
104     
105     /* select the right allocation table */
106     table = l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
107
108     /* number of used subbands */
109     s->sblimit = sblimit_table[table];
110     s->alloc_table = alloc_tables[table];
111
112 #ifdef DEBUG
113     printf("%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n", 
114            bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
115 #endif
116
117     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
118         s->samples_offset[i] = 0;
119
120     for(i=0;i<257;i++) {
121         int v;
122         v = (mpa_enwindow[i] + 2) >> 2;
123         filter_bank[i] = v;
124         if ((i & 63) != 0)
125             v = -v;
126         if (i != 0)
127             filter_bank[512 - i] = v;
128     }
129
130     for(i=0;i<64;i++) {
131         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
132         if (v <= 0)
133             v = 1;
134         scale_factor_table[i] = v;
135 #ifdef USE_FLOATS
136         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
137 #else
138 #define P 15
139         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
140         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
141 #endif
142     }
143     for(i=0;i<128;i++) {
144         v = i - 64;
145         if (v <= -3)
146             v = 0;
147         else if (v < 0)
148             v = 1;
149         else if (v == 0)
150             v = 2;
151         else if (v < 3)
152             v = 3;
153         else 
154             v = 4;
155         scale_diff_table[i] = v;
156     }
157
158     for(i=0;i<17;i++) {
159         v = quant_bits[i];
160         if (v < 0) 
161             v = -v;
162         else
163             v = v * 3;
164         total_quant_bits[i] = 12 * v;
165     }
166
167     return 0;
168 }
169
170 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
171 static void idct32(int *out, int *tab, int sblimit, int left_shift)
172 {
173     int i, j;
174     int *t, *t1, xr;
175     const int *xp = costab32;
176
177     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
178     
179     t = tab + 30;
180     t1 = tab + 2;
181     do {
182         t[0] += t[-4];
183         t[1] += t[1 - 4];
184         t -= 4;
185     } while (t != t1);
186
187     t = tab + 28;
188     t1 = tab + 4;
189     do {
190         t[0] += t[-8];
191         t[1] += t[1-8];
192         t[2] += t[2-8];
193         t[3] += t[3-8];
194         t -= 8;
195     } while (t != t1);
196     
197     t = tab;
198     t1 = tab + 32;
199     do {
200         t[ 3] = -t[ 3];    
201         t[ 6] = -t[ 6];    
202         
203         t[11] = -t[11];    
204         t[12] = -t[12];    
205         t[13] = -t[13];    
206         t[15] = -t[15]; 
207         t += 16;
208     } while (t != t1);
209
210     
211     t = tab;
212     t1 = tab + 8;
213     do {
214         int x1, x2, x3, x4;
215         
216         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
217         x4 = t[0] - x3;
218         x3 = t[0] + x3;
219         
220         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
221         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
222         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
223
224         t[ 0] = x3 + x1;
225         t[ 8] = x4 - x2;
226         t[16] = x4 + x2;
227         t[24] = x3 - x1;
228         t++;
229     } while (t != t1);
230
231     xp += 2;
232     t = tab;
233     t1 = tab + 4;
234     do {
235         xr = MUL(t[28],xp[0]);
236         t[28] = (t[0] - xr);
237         t[0] = (t[0] + xr);
238
239         xr = MUL(t[4],xp[1]);
240         t[ 4] = (t[24] - xr);
241         t[24] = (t[24] + xr);
242         
243         xr = MUL(t[20],xp[2]);
244         t[20] = (t[8] - xr);
245         t[ 8] = (t[8] + xr);
246             
247         xr = MUL(t[12],xp[3]);
248         t[12] = (t[16] - xr);
249         t[16] = (t[16] + xr);
250         t++;
251     } while (t != t1);
252     xp += 4;
253
254     for (i = 0; i < 4; i++) {
255         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
256         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
257         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
258         
259         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
260         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
261         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
262         
263         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
264         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
265         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
266         
267         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
268         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
269         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
270         
271         xp += 2;
272     }
273
274     t = tab + 30;
275     t1 = tab + 1;
276     do {
277         xr = MUL(t1[0], *xp);
278         t1[0] = (t[0] - xr);
279         t[0] = (t[0] + xr);
280         t -= 2;
281         t1 += 2;
282         xp++;
283     } while (t >= tab);
284
285     for(i=0;i<32;i++) {
286         out[i] = tab[bitinv32[i]] << left_shift;
287     }
288 }
289
290 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, short *samples, int incr)
291 {
292     short *p, *q;
293     int sum, offset, i, j, norm, n;
294     short tmp[64];
295     int tmp1[32];
296     int *out;
297
298     //    print_pow1(samples, 1152);
299
300     offset = s->samples_offset[ch];
301     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
302     for(j=0;j<36;j++) {
303         /* 32 samples at once */
304         for(i=0;i<32;i++) {
305             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
306             samples += incr;
307         }
308
309         /* filter */
310         p = s->samples_buf[ch] + offset;
311         q = filter_bank;
312         /* maxsum = 23169 */
313         for(i=0;i<64;i++) {
314             sum = p[0*64] * q[0*64];
315             sum += p[1*64] * q[1*64];
316             sum += p[2*64] * q[2*64];
317             sum += p[3*64] * q[3*64];
318             sum += p[4*64] * q[4*64];
319             sum += p[5*64] * q[5*64];
320             sum += p[6*64] * q[6*64];
321             sum += p[7*64] * q[7*64];
322             tmp[i] = sum >> 14;
323             p++;
324             q++;
325         }
326         tmp1[0] = tmp[16];
327         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = tmp[i+16]+tmp[16-i];
328         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = tmp[i+16]-tmp[80-i];
329
330         /* integer IDCT 32 with normalization. XXX: There may be some
331            overflow left */
332         norm = 0;
333         for(i=0;i<32;i++) {
334             norm |= abs(tmp1[i]);
335         }
336         n = av_log2(norm) - 12;
337         if (n > 0) {
338             for(i=0;i<32;i++) 
339                 tmp1[i] >>= n;
340         } else {
341             n = 0;
342         }
343
344         idct32(out, tmp1, s->sblimit, n);
345
346         /* advance of 32 samples */
347         offset -= 32;
348         out += 32;
349         /* handle the wrap around */
350         if (offset < 0) {
351             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32), 
352                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
353             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
354         }
355     }
356     s->samples_offset[ch] = offset;
357
358     //    print_pow(s->sb_samples, 1152);
359 }
360
361 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
362                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3], 
363                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
364                                   int sblimit)
365 {
366     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
367     int index, d1, d2;
368     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
369     
370     for(j=0;j<sblimit;j++) {
371         for(i=0;i<3;i++) {
372             /* find the max absolute value */
373             p = &sb_samples[i][0][j];
374             vmax = abs(*p);
375             for(k=1;k<12;k++) {
376                 p += SBLIMIT;
377                 v = abs(*p);
378                 if (v > vmax)
379                     vmax = v;
380             }
381             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
382             if (vmax > 0) {
383                 n = av_log2(vmax);
384                 /* n is the position of the MSB of vmax. now 
385                    use at most 2 compares to find the index */
386                 index = (21 - n) * 3 - 3;
387                 if (index >= 0) {
388                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
389                         index++;
390                 } else {
391                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
392                 }
393             } else {
394                 index = 63;
395             }
396             
397 #if 0
398             printf("%2d:%d in=%x %x %d\n", 
399                    j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
400 #endif
401             /* store the scale factor */
402             assert(index >=0 && index <= 63);
403             sf[i] = index;
404         }
405
406         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
407            are close enough to each other */
408         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
409         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
410         
411         /* handle the 25 cases */
412         switch(d1 * 5 + d2) {
413         case 0*5+0:
414         case 0*5+4:
415         case 3*5+4:
416         case 4*5+0:
417         case 4*5+4:
418             code = 0;
419             break;
420         case 0*5+1:
421         case 0*5+2:
422         case 4*5+1:
423         case 4*5+2:
424             code = 3;
425             sf[2] = sf[1];
426             break;
427         case 0*5+3:
428         case 4*5+3:
429             code = 3;
430             sf[1] = sf[2];
431             break;
432         case 1*5+0:
433         case 1*5+4:
434         case 2*5+4:
435             code = 1;
436             sf[1] = sf[0];
437             break;
438         case 1*5+1:
439         case 1*5+2:
440         case 2*5+0:
441         case 2*5+1:
442         case 2*5+2:
443             code = 2;
444             sf[1] = sf[2] = sf[0];
445             break;
446         case 2*5+3:
447         case 3*5+3:
448             code = 2;
449             sf[0] = sf[1] = sf[2];
450             break;
451         case 3*5+0:
452         case 3*5+1:
453         case 3*5+2:
454             code = 2;
455             sf[0] = sf[2] = sf[1];
456             break;
457         case 1*5+3:
458             code = 2;
459             if (sf[0] > sf[2])
460               sf[0] = sf[2];
461             sf[1] = sf[2] = sf[0];
462             break;
463         default:
464             abort();
465         }
466         
467 #if 0
468         printf("%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j, 
469                sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
470 #endif
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 = 0x80000000;
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 0
545         printf("current=%d max=%d max_sb=%d alloc=%d\n", 
546                current_frame_size, max_frame_size, max_sb,
547                bit_alloc[max_sb]);
548 #endif        
549         if (max_sb < 0)
550             break;
551         
552         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
553            pointer table) */
554         alloc = s->alloc_table;
555         for(i=0;i<max_sb;i++) {
556             alloc += 1 << alloc[0];
557         }
558
559         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
560             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
561             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
562             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
563         } else {
564             /* increments bit allocation */
565             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
566             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] - 
567                 total_quant_bits[alloc[b]];
568         }
569
570         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
571             /* can increase size */
572             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
573             current_frame_size += incr;
574             /* decrease smr by the resolution we added */
575             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
576             /* max allocation size reached ? */
577             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
578                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
579             else
580                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
581         } else {
582             /* cannot increase the size of this subband */
583             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
584         }
585     }
586     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
587     assert(*padding >= 0);
588
589 #if 0
590     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
591         printf("%d ", bit_alloc[i]);
592     }
593     printf("\n");
594 #endif
595 }
596
597 /*
598  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
599  * compared to other encoders :-)
600  */
601 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
602                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
603                          int padding)
604 {
605     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
606     unsigned char *sf;
607     int q[3];
608     PutBitContext *p = &s->pb;
609
610     /* header */
611
612     put_bits(p, 12, 0xfff);
613     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
614     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
615     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
616     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
617     put_bits(p, 2, s->freq_index);
618     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
619     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
620     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
621     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
622     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
623     put_bits(p, 1, 1); /* original */
624     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
625
626     /* bit allocation */
627     j = 0;
628     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
629         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
630         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
631             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
632         }
633         j += 1 << bit_alloc_bits;
634     }
635     
636     /* scale codes */
637     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
638         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
639             if (bit_alloc[ch][i]) 
640                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
641         }
642     }
643
644     /* scale factors */
645     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
646         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
647             if (bit_alloc[ch][i]) {
648                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
649                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
650                 case 0:
651                     put_bits(p, 6, sf[0]);
652                     put_bits(p, 6, sf[1]);
653                     put_bits(p, 6, sf[2]);
654                     break;
655                 case 3:
656                 case 1:
657                     put_bits(p, 6, sf[0]);
658                     put_bits(p, 6, sf[2]);
659                     break;
660                 case 2:
661                     put_bits(p, 6, sf[0]);
662                     break;
663                 }
664             }
665         }
666     }
667     
668     /* quantization & write sub band samples */
669
670     for(k=0;k<3;k++) {
671         for(l=0;l<12;l+=3) {
672             j = 0;
673             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
674                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
675                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
676                     b = bit_alloc[ch][i];
677                     if (b) {
678                         int qindex, steps, m, sample, bits;
679                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
680                         qindex = s->alloc_table[j+b];
681                         steps = quant_steps[qindex];
682                         for(m=0;m<3;m++) {
683                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
684                             /* divide by scale factor */
685 #ifdef USE_FLOATS
686                             {
687                                 float a;
688                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
689                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
690                             }
691 #else
692                             {
693                                 int q1, e, shift, mult;
694                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
695                                 shift = scale_factor_shift[e];
696                                 mult = scale_factor_mult[e];
697                                 
698                                 /* normalize to P bits */
699                                 if (shift < 0)
700                                     q1 = sample << (-shift);
701                                 else
702                                     q1 = sample >> shift;
703                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
704                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
705                             }
706 #endif
707                             if (q[m] >= steps)
708                                 q[m] = steps - 1;
709                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
710                         }
711                         bits = quant_bits[qindex];
712                         if (bits < 0) {
713                             /* group the 3 values to save bits */
714                             put_bits(p, -bits, 
715                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
716 #if 0
717                             printf("%d: gr1 %d\n", 
718                                    i, q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
719 #endif
720                         } else {
721 #if 0
722                             printf("%d: gr3 %d %d %d\n", 
723                                    i, q[0], q[1], q[2]);
724 #endif                               
725                             put_bits(p, bits, q[0]);
726                             put_bits(p, bits, q[1]);
727                             put_bits(p, bits, q[2]);
728                         }
729                     }
730                 }
731                 /* next subband in alloc table */
732                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
733             }
734         }
735     }
736
737     /* padding */
738     for(i=0;i<padding;i++)
739         put_bits(p, 1, 0);
740
741     /* flush */
742     flush_put_bits(p);
743 }
744
745 int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
746                      unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
747 {
748     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
749     short *samples = data;
750     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
751     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
752     int padding, i;
753
754     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
755         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
756     }
757
758     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
759         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i], 
760                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
761     }
762     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
763         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
764     }
765     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
766
767     init_put_bits(&s->pb, frame, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE, NULL, NULL);
768
769     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
770     
771     s->nb_samples += MPA_FRAME_SIZE;
772     return s->pb.buf_ptr - s->pb.buf;
773 }
774
775
776 AVCodec mp2_encoder = {
777     "mp2",
778     CODEC_TYPE_AUDIO,
779     CODEC_ID_MP2,
780     sizeof(MpegAudioContext),
781     MPA_encode_init,
782     MPA_encode_frame,
783     NULL,
784 };