rv34: export qp table
[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 "libavutil/channel_layout.h"
28
29 #include "avcodec.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "put_bits.h"
32
33 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
34 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
35
36 #include "mpegaudio.h"
37 #include "mpegaudiodsp.h"
38
39 /* currently, cannot change these constants (need to modify
40    quantization stage) */
41 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
42
43 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
44
45 typedef struct MpegAudioContext {
46     PutBitContext pb;
47     int nb_channels;
48     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
49     int bitrate_index; /* bit rate */
50     int freq_index;
51     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
52     /* padding computation */
53     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
54     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
55     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
56     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
57     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
58     /* code to group 3 scale factors */
59     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
60     int sblimit; /* number of used subbands */
61     const unsigned char *alloc_table;
62 } MpegAudioContext;
63
64 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
65 #define USE_FLOATS
66
67 #include "mpegaudiodata.h"
68 #include "mpegaudiotab.h"
69
70 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
71 {
72     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
73     int freq = avctx->sample_rate;
74     int bitrate = avctx->bit_rate;
75     int channels = avctx->channels;
76     int i, v, table;
77     float a;
78
79     if (channels <= 0 || channels > 2){
80         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
81         return AVERROR(EINVAL);
82     }
83     bitrate = bitrate / 1000;
84     s->nb_channels = channels;
85     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
86     avctx->delay      = 512 - 32 + 1;
87
88     /* encoding freq */
89     s->lsf = 0;
90     for(i=0;i<3;i++) {
91         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
92             break;
93         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
94             s->lsf = 1;
95             break;
96         }
97     }
98     if (i == 3){
99         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
100         return AVERROR(EINVAL);
101     }
102     s->freq_index = i;
103
104     /* encoding bitrate & frequency */
105     for(i=0;i<15;i++) {
106         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
107             break;
108     }
109     if (i == 15){
110         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
111         return AVERROR(EINVAL);
112     }
113     s->bitrate_index = i;
114
115     /* compute total header size & pad bit */
116
117     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
118     s->frame_size = ((int)a) * 8;
119
120     /* frame fractional size to compute padding */
121     s->frame_frac = 0;
122     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
123
124     /* select the right allocation table */
125     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
126
127     /* number of used subbands */
128     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
129     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
130
131     av_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
132             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
133
134     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
135         s->samples_offset[i] = 0;
136
137     for(i=0;i<257;i++) {
138         int v;
139         v = ff_mpa_enwindow[i];
140 #if WFRAC_BITS != 16
141         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
142 #endif
143         filter_bank[i] = v;
144         if ((i & 63) != 0)
145             v = -v;
146         if (i != 0)
147             filter_bank[512 - i] = v;
148     }
149
150     for(i=0;i<64;i++) {
151         v = (int)(exp2((3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
152         if (v <= 0)
153             v = 1;
154         scale_factor_table[i] = v;
155 #ifdef USE_FLOATS
156         scale_factor_inv_table[i] = exp2(-(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
157 #else
158 #define P 15
159         scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
160         scale_factor_mult[i] = (1 << P) * exp2((i % 3) / 3.0);
161 #endif
162     }
163     for(i=0;i<128;i++) {
164         v = i - 64;
165         if (v <= -3)
166             v = 0;
167         else if (v < 0)
168             v = 1;
169         else if (v == 0)
170             v = 2;
171         else if (v < 3)
172             v = 3;
173         else
174             v = 4;
175         scale_diff_table[i] = v;
176     }
177
178     for(i=0;i<17;i++) {
179         v = ff_mpa_quant_bits[i];
180         if (v < 0)
181             v = -v;
182         else
183             v = v * 3;
184         total_quant_bits[i] = 12 * v;
185     }
186
187     return 0;
188 }
189
190 /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
191 static void idct32(int *out, int *tab)
192 {
193     int i, j;
194     int *t, *t1, xr;
195     const int *xp = costab32;
196
197     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
198
199     t = tab + 30;
200     t1 = tab + 2;
201     do {
202         t[0] += t[-4];
203         t[1] += t[1 - 4];
204         t -= 4;
205     } while (t != t1);
206
207     t = tab + 28;
208     t1 = tab + 4;
209     do {
210         t[0] += t[-8];
211         t[1] += t[1-8];
212         t[2] += t[2-8];
213         t[3] += t[3-8];
214         t -= 8;
215     } while (t != t1);
216
217     t = tab;
218     t1 = tab + 32;
219     do {
220         t[ 3] = -t[ 3];
221         t[ 6] = -t[ 6];
222
223         t[11] = -t[11];
224         t[12] = -t[12];
225         t[13] = -t[13];
226         t[15] = -t[15];
227         t += 16;
228     } while (t != t1);
229
230
231     t = tab;
232     t1 = tab + 8;
233     do {
234         int x1, x2, x3, x4;
235
236         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
237         x4 = t[0] - x3;
238         x3 = t[0] + x3;
239
240         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
241         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
242         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
243
244         t[ 0] = x3 + x1;
245         t[ 8] = x4 - x2;
246         t[16] = x4 + x2;
247         t[24] = x3 - x1;
248         t++;
249     } while (t != t1);
250
251     xp += 2;
252     t = tab;
253     t1 = tab + 4;
254     do {
255         xr = MUL(t[28],xp[0]);
256         t[28] = (t[0] - xr);
257         t[0] = (t[0] + xr);
258
259         xr = MUL(t[4],xp[1]);
260         t[ 4] = (t[24] - xr);
261         t[24] = (t[24] + xr);
262
263         xr = MUL(t[20],xp[2]);
264         t[20] = (t[8] - xr);
265         t[ 8] = (t[8] + xr);
266
267         xr = MUL(t[12],xp[3]);
268         t[12] = (t[16] - xr);
269         t[16] = (t[16] + xr);
270         t++;
271     } while (t != t1);
272     xp += 4;
273
274     for (i = 0; i < 4; i++) {
275         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
276         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
277         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
278
279         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
280         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
281         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
282
283         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
284         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
285         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
286
287         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
288         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
289         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
290
291         xp += 2;
292     }
293
294     t = tab + 30;
295     t1 = tab + 1;
296     do {
297         xr = MUL(t1[0], *xp);
298         t1[0] = (t[0] - xr);
299         t[0] = (t[0] + xr);
300         t -= 2;
301         t1 += 2;
302         xp++;
303     } while (t >= tab);
304
305     for(i=0;i<32;i++) {
306         out[i] = tab[bitinv32[i]];
307     }
308 }
309
310 #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
311
312 static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
313 {
314     short *p, *q;
315     int sum, offset, i, j;
316     int tmp[64];
317     int tmp1[32];
318     int *out;
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
365 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
366                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
367                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
368                                   int sblimit)
369 {
370     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
371     int index, d1, d2;
372     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
373
374     for(j=0;j<sblimit;j++) {
375         for(i=0;i<3;i++) {
376             /* find the max absolute value */
377             p = &sb_samples[i][0][j];
378             vmax = abs(*p);
379             for(k=1;k<12;k++) {
380                 p += SBLIMIT;
381                 v = abs(*p);
382                 if (v > vmax)
383                     vmax = v;
384             }
385             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
386             if (vmax > 1) {
387                 n = av_log2(vmax);
388                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
389                    use at most 2 compares to find the index */
390                 index = (21 - n) * 3 - 3;
391                 if (index >= 0) {
392                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
393                         index++;
394                 } else {
395                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
396                 }
397             } else {
398                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
399             }
400
401             av_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
402                     j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
403             /* store the scale factor */
404             av_assert2(index >=0 && index <= 63);
405             sf[i] = index;
406         }
407
408         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
409            are close enough to each other */
410         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
411         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
412
413         /* handle the 25 cases */
414         switch(d1 * 5 + d2) {
415         case 0*5+0:
416         case 0*5+4:
417         case 3*5+4:
418         case 4*5+0:
419         case 4*5+4:
420             code = 0;
421             break;
422         case 0*5+1:
423         case 0*5+2:
424         case 4*5+1:
425         case 4*5+2:
426             code = 3;
427             sf[2] = sf[1];
428             break;
429         case 0*5+3:
430         case 4*5+3:
431             code = 3;
432             sf[1] = sf[2];
433             break;
434         case 1*5+0:
435         case 1*5+4:
436         case 2*5+4:
437             code = 1;
438             sf[1] = sf[0];
439             break;
440         case 1*5+1:
441         case 1*5+2:
442         case 2*5+0:
443         case 2*5+1:
444         case 2*5+2:
445             code = 2;
446             sf[1] = sf[2] = sf[0];
447             break;
448         case 2*5+3:
449         case 3*5+3:
450             code = 2;
451             sf[0] = sf[1] = sf[2];
452             break;
453         case 3*5+0:
454         case 3*5+1:
455         case 3*5+2:
456             code = 2;
457             sf[0] = sf[2] = sf[1];
458             break;
459         case 1*5+3:
460             code = 2;
461             if (sf[0] > sf[2])
462               sf[0] = sf[2];
463             sf[1] = sf[2] = sf[0];
464             break;
465         default:
466             av_assert2(0); //cannot happen
467             code = 0;           /* kill warning */
468         }
469
470         av_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
471                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
472         scale_code[j] = code;
473         sf += 3;
474     }
475 }
476
477 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
478    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
479    but also this is the simpler. */
480 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
481 {
482     int i;
483
484     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
485         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
486     }
487 }
488
489
490 #define SB_NOTALLOCATED  0
491 #define SB_ALLOCATED     1
492 #define SB_NOMORE        2
493
494 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
495    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
496    smaller than other encoders :-) */
497 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
498                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
499                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
500                                    int *padding)
501 {
502     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
503     int incr;
504     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
505     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
506     const unsigned char *alloc;
507
508     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
509     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
510     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
511
512     /* compute frame size and padding */
513     max_frame_size = s->frame_size;
514     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
515     if (s->frame_frac >= 65536) {
516         s->frame_frac -= 65536;
517         s->do_padding = 1;
518         max_frame_size += 8;
519     } else {
520         s->do_padding = 0;
521     }
522
523     /* compute the header + bit alloc size */
524     current_frame_size = 32;
525     alloc = s->alloc_table;
526     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
527         incr = alloc[0];
528         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
529         alloc += 1 << incr;
530     }
531     for(;;) {
532         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
533         max_sb = -1;
534         max_ch = -1;
535         max_smr = INT_MIN;
536         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
537             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
538                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
539                     max_smr = smr[ch][i];
540                     max_sb = i;
541                     max_ch = ch;
542                 }
543             }
544         }
545         if (max_sb < 0)
546             break;
547         av_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
548                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
549                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
550
551         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
552            pointer table) */
553         alloc = s->alloc_table;
554         for(i=0;i<max_sb;i++) {
555             alloc += 1 << alloc[0];
556         }
557
558         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
559             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
560             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
561             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
562         } else {
563             /* increments bit allocation */
564             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
565             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
566                 total_quant_bits[alloc[b]];
567         }
568
569         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
570             /* can increase size */
571             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
572             current_frame_size += incr;
573             /* decrease smr by the resolution we added */
574             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
575             /* max allocation size reached ? */
576             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
577                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
578             else
579                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
580         } else {
581             /* cannot increase the size of this subband */
582             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
583         }
584     }
585     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
586     av_assert0(*padding >= 0);
587 }
588
589 /*
590  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
591  * compared to other encoders :-)
592  */
593 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
594                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
595                          int padding)
596 {
597     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
598     unsigned char *sf;
599     int q[3];
600     PutBitContext *p = &s->pb;
601
602     /* header */
603
604     put_bits(p, 12, 0xfff);
605     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
606     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
607     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
608     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
609     put_bits(p, 2, s->freq_index);
610     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
611     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
612     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
613     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
614     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
615     put_bits(p, 1, 1); /* original */
616     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
617
618     /* bit allocation */
619     j = 0;
620     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
621         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
622         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
623             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
624         }
625         j += 1 << bit_alloc_bits;
626     }
627
628     /* scale codes */
629     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
630         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
631             if (bit_alloc[ch][i])
632                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
633         }
634     }
635
636     /* scale factors */
637     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
638         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
639             if (bit_alloc[ch][i]) {
640                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
641                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
642                 case 0:
643                     put_bits(p, 6, sf[0]);
644                     put_bits(p, 6, sf[1]);
645                     put_bits(p, 6, sf[2]);
646                     break;
647                 case 3:
648                 case 1:
649                     put_bits(p, 6, sf[0]);
650                     put_bits(p, 6, sf[2]);
651                     break;
652                 case 2:
653                     put_bits(p, 6, sf[0]);
654                     break;
655                 }
656             }
657         }
658     }
659
660     /* quantization & write sub band samples */
661
662     for(k=0;k<3;k++) {
663         for(l=0;l<12;l+=3) {
664             j = 0;
665             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
666                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
667                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
668                     b = bit_alloc[ch][i];
669                     if (b) {
670                         int qindex, steps, m, sample, bits;
671                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
672                         qindex = s->alloc_table[j+b];
673                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
674                         for(m=0;m<3;m++) {
675                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
676                             /* divide by scale factor */
677 #ifdef USE_FLOATS
678                             {
679                                 float a;
680                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
681                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
682                             }
683 #else
684                             {
685                                 int q1, e, shift, mult;
686                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
687                                 shift = scale_factor_shift[e];
688                                 mult = scale_factor_mult[e];
689
690                                 /* normalize to P bits */
691                                 if (shift < 0)
692                                     q1 = sample << (-shift);
693                                 else
694                                     q1 = sample >> shift;
695                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
696                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
697                             }
698 #endif
699                             if (q[m] >= steps)
700                                 q[m] = steps - 1;
701                             av_assert2(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
702                         }
703                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
704                         if (bits < 0) {
705                             /* group the 3 values to save bits */
706                             put_bits(p, -bits,
707                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
708                         } else {
709                             put_bits(p, bits, q[0]);
710                             put_bits(p, bits, q[1]);
711                             put_bits(p, bits, q[2]);
712                         }
713                     }
714                 }
715                 /* next subband in alloc table */
716                 j += 1 << bit_alloc_bits;
717             }
718         }
719     }
720
721     /* padding */
722     for(i=0;i<padding;i++)
723         put_bits(p, 1, 0);
724
725     /* flush */
726     flush_put_bits(p);
727 }
728
729 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
730                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
731 {
732     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
733     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
734     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
735     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
736     int padding, i, ret;
737
738     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
739         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
740     }
741
742     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
743         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
744                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
745     }
746     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
747         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
748     }
749     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
750
751     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)) < 0)
752         return ret;
753
754     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
755
756     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
757
758     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
759         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->delay);
760
761     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
762     *got_packet_ptr = 1;
763     return 0;
764 }
765
766 static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
767     { "b",    "128k" },
768     { NULL },
769 };
770
771 AVCodec ff_mp2_encoder = {
772     .name                  = "mp2",
773     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
774     .id                    = AV_CODEC_ID_MP2,
775     .priv_data_size        = sizeof(MpegAudioContext),
776     .init                  = MPA_encode_init,
777     .encode2               = MPA_encode_frame,
778     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
779                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
780     .supported_samplerates = (const int[]){
781         44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 0
782     },
783     .channel_layouts       = (const uint64_t[]){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
784                                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,
785                                                  0 },
786     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
787     .defaults              = mp2_defaults,
788 };