Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / 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 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 "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 AVERROR(EINVAL);
79     }
80     bitrate = bitrate / 1000;
81     s->nb_channels = channels;
82     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
83     avctx->delay      = 512 - 32 + 1;
84
85     /* encoding freq */
86     s->lsf = 0;
87     for(i=0;i<3;i++) {
88         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
89             break;
90         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
91             s->lsf = 1;
92             break;
93         }
94     }
95     if (i == 3){
96         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
97         return AVERROR(EINVAL);
98     }
99     s->freq_index = i;
100
101     /* encoding bitrate & frequency */
102     for(i=0;i<15;i++) {
103         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
104             break;
105     }
106     if (i == 15){
107         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
108         return AVERROR(EINVAL);
109     }
110     s->bitrate_index = i;
111
112     /* compute total header size & pad bit */
113
114     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
115     s->frame_size = ((int)a) * 8;
116
117     /* frame fractional size to compute padding */
118     s->frame_frac = 0;
119     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
120
121     /* select the right allocation table */
122     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
123
124     /* number of used subbands */
125     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
126     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
127
128     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
129             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
130
131     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
132         s->samples_offset[i] = 0;
133
134     for(i=0;i<257;i++) {
135         int v;
136         v = ff_mpa_enwindow[i];
137 #if WFRAC_BITS != 16
138         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
139 #endif
140         filter_bank[i] = v;
141         if ((i & 63) != 0)
142             v = -v;
143         if (i != 0)
144             filter_bank[512 - i] = v;
145     }
146
147     for(i=0;i<64;i++) {
148         v = (int)(pow(2.0, (3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
149         if (v <= 0)
150             v = 1;
151         scale_factor_table[i] = v;
152 #ifdef USE_FLOATS
153         scale_factor_inv_table[i] = pow(2.0, -(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
154 #else
155 #define P 15
156         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
157         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * pow(2.0, (i % 3) / 3.0);
158 #endif
159     }
160     for(i=0;i<128;i++) {
161         v = i - 64;
162         if (v <= -3)
163             v = 0;
164         else if (v < 0)
165             v = 1;
166         else if (v == 0)
167             v = 2;
168         else if (v < 3)
169             v = 3;
170         else
171             v = 4;
172         scale_diff_table[i] = v;
173     }
174
175     for(i=0;i<17;i++) {
176         v = ff_mpa_quant_bits[i];
177         if (v < 0)
178             v = -v;
179         else
180             v = v * 3;
181         total_quant_bits[i] = 12 * v;
182     }
183
184 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
185     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
186     if (!avctx->coded_frame)
187         return AVERROR(ENOMEM);
188 #endif
189
190     return 0;
191 }
192
193 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
194 static void idct32(int *out, int *tab)
195 {
196     int i, j;
197     int *t, *t1, xr;
198     const int *xp = costab32;
199
200     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
201
202     t = tab + 30;
203     t1 = tab + 2;
204     do {
205         t[0] += t[-4];
206         t[1] += t[1 - 4];
207         t -= 4;
208     } while (t != t1);
209
210     t = tab + 28;
211     t1 = tab + 4;
212     do {
213         t[0] += t[-8];
214         t[1] += t[1-8];
215         t[2] += t[2-8];
216         t[3] += t[3-8];
217         t -= 8;
218     } while (t != t1);
219
220     t = tab;
221     t1 = tab + 32;
222     do {
223         t[ 3] = -t[ 3];
224         t[ 6] = -t[ 6];
225
226         t[11] = -t[11];
227         t[12] = -t[12];
228         t[13] = -t[13];
229         t[15] = -t[15];
230         t += 16;
231     } while (t != t1);
232
233
234     t = tab;
235     t1 = tab + 8;
236     do {
237         int x1, x2, x3, x4;
238
239         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
240         x4 = t[0] - x3;
241         x3 = t[0] + x3;
242
243         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
244         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
245         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
246
247         t[ 0] = x3 + x1;
248         t[ 8] = x4 - x2;
249         t[16] = x4 + x2;
250         t[24] = x3 - x1;
251         t++;
252     } while (t != t1);
253
254     xp += 2;
255     t = tab;
256     t1 = tab + 4;
257     do {
258         xr = MUL(t[28],xp[0]);
259         t[28] = (t[0] - xr);
260         t[0] = (t[0] + xr);
261
262         xr = MUL(t[4],xp[1]);
263         t[ 4] = (t[24] - xr);
264         t[24] = (t[24] + xr);
265
266         xr = MUL(t[20],xp[2]);
267         t[20] = (t[8] - xr);
268         t[ 8] = (t[8] + xr);
269
270         xr = MUL(t[12],xp[3]);
271         t[12] = (t[16] - xr);
272         t[16] = (t[16] + xr);
273         t++;
274     } while (t != t1);
275     xp += 4;
276
277     for (i = 0; i < 4; i++) {
278         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
279         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
280         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
281
282         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
283         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
284         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
285
286         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
287         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
288         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
289
290         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
291         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
292         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
293
294         xp += 2;
295     }
296
297     t = tab + 30;
298     t1 = tab + 1;
299     do {
300         xr = MUL(t1[0], *xp);
301         t1[0] = (t[0] - xr);
302         t[0] = (t[0] + xr);
303         t -= 2;
304         t1 += 2;
305         xp++;
306     } while (t >= tab);
307
308     for(i=0;i<32;i++) {
309         out[i] = tab[bitinv32[i]];
310     }
311 }
312
313 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
314
315 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
316 {
317     short *p, *q;
318     int sum, offset, i, j;
319     int tmp[64];
320     int tmp1[32];
321     int *out;
322
323     offset = s->samples_offset[ch];
324     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
325     for(j=0;j<36;j++) {
326         /* 32 samples at once */
327         for(i=0;i<32;i++) {
328             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
329             samples += incr;
330         }
331
332         /* filter */
333         p = s->samples_buf[ch] + offset;
334         q = filter_bank;
335         /* maxsum = 23169 */
336         for(i=0;i<64;i++) {
337             sum = p[0*64] * q[0*64];
338             sum += p[1*64] * q[1*64];
339             sum += p[2*64] * q[2*64];
340             sum += p[3*64] * q[3*64];
341             sum += p[4*64] * q[4*64];
342             sum += p[5*64] * q[5*64];
343             sum += p[6*64] * q[6*64];
344             sum += p[7*64] * q[7*64];
345             tmp[i] = sum;
346             p++;
347             q++;
348         }
349         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
350         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
351         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
352
353         idct32(out, tmp1);
354
355         /* advance of 32 samples */
356         offset -= 32;
357         out += 32;
358         /* handle the wrap around */
359         if (offset < 0) {
360             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
361                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
362             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
363         }
364     }
365     s->samples_offset[ch] = offset;
366 }
367
368 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
369                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
370                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
371                                   int sblimit)
372 {
373     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
374     int index, d1, d2;
375     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
376
377     for(j=0;j<sblimit;j++) {
378         for(i=0;i<3;i++) {
379             /* find the max absolute value */
380             p = &sb_samples[i][0][j];
381             vmax = abs(*p);
382             for(k=1;k<12;k++) {
383                 p += SBLIMIT;
384                 v = abs(*p);
385                 if (v > vmax)
386                     vmax = v;
387             }
388             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
389             if (vmax > 1) {
390                 n = av_log2(vmax);
391                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
392                    use at most 2 compares to find the index */
393                 index = (21 - n) * 3 - 3;
394                 if (index >= 0) {
395                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
396                         index++;
397                 } else {
398                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
399                 }
400             } else {
401                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
402             }
403
404             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
405                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
406             /* store the scale factor */
407             assert(index >=0 && index <= 63);
408             sf[i] = index;
409         }
410
411         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
412            are close enough to each other */
413         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
414         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
415
416         /* handle the 25 cases */
417         switch(d1 * 5 + d2) {
418         case 0*5+0:
419         case 0*5+4:
420         case 3*5+4:
421         case 4*5+0:
422         case 4*5+4:
423             code = 0;
424             break;
425         case 0*5+1:
426         case 0*5+2:
427         case 4*5+1:
428         case 4*5+2:
429             code = 3;
430             sf[2] = sf[1];
431             break;
432         case 0*5+3:
433         case 4*5+3:
434             code = 3;
435             sf[1] = sf[2];
436             break;
437         case 1*5+0:
438         case 1*5+4:
439         case 2*5+4:
440             code = 1;
441             sf[1] = sf[0];
442             break;
443         case 1*5+1:
444         case 1*5+2:
445         case 2*5+0:
446         case 2*5+1:
447         case 2*5+2:
448             code = 2;
449             sf[1] = sf[2] = sf[0];
450             break;
451         case 2*5+3:
452         case 3*5+3:
453             code = 2;
454             sf[0] = sf[1] = sf[2];
455             break;
456         case 3*5+0:
457         case 3*5+1:
458         case 3*5+2:
459             code = 2;
460             sf[0] = sf[2] = sf[1];
461             break;
462         case 1*5+3:
463             code = 2;
464             if (sf[0] > sf[2])
465               sf[0] = sf[2];
466             sf[1] = sf[2] = sf[0];
467             break;
468         default:
469             assert(0); //cannot happen
470             code = 0;           /* kill warning */
471         }
472
473         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
474                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
475         scale_code[j] = code;
476         sf += 3;
477     }
478 }
479
480 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
481    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
482    but also this is the simpler. */
483 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
484 {
485     int i;
486
487     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
488         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
489     }
490 }
491
492
493 #define SB_NOTALLOCATED  0
494 #define SB_ALLOCATED     1
495 #define SB_NOMORE        2
496
497 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
498    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
499    smaller than other encoders :-) */
500 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
501                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
502                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
503                                    int *padding)
504 {
505     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
506     int incr;
507     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
508     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
509     const unsigned char *alloc;
510
511     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
512     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
513     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
514
515     /* compute frame size and padding */
516     max_frame_size = s->frame_size;
517     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
518     if (s->frame_frac >= 65536) {
519         s->frame_frac -= 65536;
520         s->do_padding = 1;
521         max_frame_size += 8;
522     } else {
523         s->do_padding = 0;
524     }
525
526     /* compute the header + bit alloc size */
527     current_frame_size = 32;
528     alloc = s->alloc_table;
529     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
530         incr = alloc[0];
531         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
532         alloc += 1 << incr;
533     }
534     for(;;) {
535         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
536         max_sb = -1;
537         max_ch = -1;
538         max_smr = INT_MIN;
539         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
540             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
541                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
542                     max_smr = smr[ch][i];
543                     max_sb = i;
544                     max_ch = ch;
545                 }
546             }
547         }
548         if (max_sb < 0)
549             break;
550         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
551                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
552                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
553
554         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
555            pointer table) */
556         alloc = s->alloc_table;
557         for(i=0;i<max_sb;i++) {
558             alloc += 1 << alloc[0];
559         }
560
561         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
562             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
563             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
564             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
565         } else {
566             /* increments bit allocation */
567             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
568             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
569                 total_quant_bits[alloc[b]];
570         }
571
572         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
573             /* can increase size */
574             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
575             current_frame_size += incr;
576             /* decrease smr by the resolution we added */
577             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
578             /* max allocation size reached ? */
579             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
580                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
581             else
582                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
583         } else {
584             /* cannot increase the size of this subband */
585             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
586         }
587     }
588     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
589     assert(*padding >= 0);
590 }
591
592 /*
593  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
594  * compared to other encoders :-)
595  */
596 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
597                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
598                          int padding)
599 {
600     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
601     unsigned char *sf;
602     int q[3];
603     PutBitContext *p = &s->pb;
604
605     /* header */
606
607     put_bits(p, 12, 0xfff);
608     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
609     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
610     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
611     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
612     put_bits(p, 2, s->freq_index);
613     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
614     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
615     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
616     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
617     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
618     put_bits(p, 1, 1); /* original */
619     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
620
621     /* bit allocation */
622     j = 0;
623     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
624         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
625         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
626             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
627         }
628         j += 1 << bit_alloc_bits;
629     }
630
631     /* scale codes */
632     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
633         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
634             if (bit_alloc[ch][i])
635                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
636         }
637     }
638
639     /* scale factors */
640     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
641         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
642             if (bit_alloc[ch][i]) {
643                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
644                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
645                 case 0:
646                     put_bits(p, 6, sf[0]);
647                     put_bits(p, 6, sf[1]);
648                     put_bits(p, 6, sf[2]);
649                     break;
650                 case 3:
651                 case 1:
652                     put_bits(p, 6, sf[0]);
653                     put_bits(p, 6, sf[2]);
654                     break;
655                 case 2:
656                     put_bits(p, 6, sf[0]);
657                     break;
658                 }
659             }
660         }
661     }
662
663     /* quantization & write sub band samples */
664
665     for(k=0;k<3;k++) {
666         for(l=0;l<12;l+=3) {
667             j = 0;
668             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
669                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
670                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
671                     b = bit_alloc[ch][i];
672                     if (b) {
673                         int qindex, steps, m, sample, bits;
674                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
675                         qindex = s->alloc_table[j+b];
676                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
677                         for(m=0;m<3;m++) {
678                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
679                             /* divide by scale factor */
680 #ifdef USE_FLOATS
681                             {
682                                 float a;
683                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
684                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
685                             }
686 #else
687                             {
688                                 int q1, e, shift, mult;
689                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
690                                 shift = scale_factor_shift[e];
691                                 mult = scale_factor_mult[e];
692
693                                 /* normalize to P bits */
694                                 if (shift < 0)
695                                     q1 = sample << (-shift);
696                                 else
697                                     q1 = sample >> shift;
698                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
699                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
700                             }
701 #endif
702                             if (q[m] >= steps)
703                                 q[m] = steps - 1;
704                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
705                         }
706                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
707                         if (bits < 0) {
708                             /* group the 3 values to save bits */
709                             put_bits(p, -bits,
710                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
711                         } else {
712                             put_bits(p, bits, q[0]);
713                             put_bits(p, bits, q[1]);
714                             put_bits(p, bits, q[2]);
715                         }
716                     }
717                 }
718                 /* next subband in alloc table */
719                 j += 1 << bit_alloc_bits;
720             }
721         }
722     }
723
724     /* padding */
725     for(i=0;i<padding;i++)
726         put_bits(p, 1, 0);
727
728     /* flush */
729     flush_put_bits(p);
730 }
731
732 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
733                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
734 {
735     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
736     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
737     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
738     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
739     int padding, i, ret;
740
741     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
742         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
743     }
744
745     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
746         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
747                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
748     }
749     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
750         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
751     }
752     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
753
754     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE))) {
755         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
756         return ret;
757     }
758
759     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
760
761     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
762
763     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
764         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
765
766     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
767     *got_packet_ptr = 1;
768     return 0;
769 }
770
771 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
772 {
773 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
774     av_freep(&avctx->coded_frame);
775 #endif
776     return 0;
777 }
778
779 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
780     { "b",    "128k" },
781     { NULL },
782 };
783
784 AVCodec ff_mp2_encoder = {
785     .name           = "mp2",
786     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
787     .id             = CODEC_ID_MP2,
788     .priv_data_size = sizeof(MpegAudioContext),
789     .init           = MPA_encode_init,
790     .encode2        = MPA_encode_frame,
791     .close          = MPA_encode_close,
792     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
793     .supported_samplerates= (const int[]){44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0},
794     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
795     .defaults       = mp2_defaults,
796 };