767f823c01d843f6fefac9595f3633d35152446f
[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 mpegaudio.c
24  * The simplest mpeg audio layer 2 encoder.
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "bitstream.h"
29
30 #undef  CONFIG_MPEGAUDIO_HP
31 #define CONFIG_MPEGAUDIO_HP 0
32 #include "mpegaudio.h"
33
34 /* currently, cannot change these constants (need to modify
35    quantization stage) */
36 #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
37
38 #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
39
40 typedef struct MpegAudioContext {
41     PutBitContext pb;
42     int nb_channels;
43     int freq, bit_rate;
44     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
45     int bitrate_index; /* bit rate */
46     int freq_index;
47     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
48     int64_t nb_samples; /* total number of samples encoded */
49     /* padding computation */
50     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
51     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
52     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
53     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
54     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
55     /* code to group 3 scale factors */
56     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
57     int sblimit; /* number of used subbands */
58     const unsigned char *alloc_table;
59 } MpegAudioContext;
60
61 /* define it to use floats in quantization (I don't like floats !) */
62 //#define USE_FLOATS
63
64 #include "mpegaudiodata.h"
65 #include "mpegaudiotab.h"
66
67 static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
68 {
69     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
70     int freq = avctx->sample_rate;
71     int bitrate = avctx->bit_rate;
72     int channels = avctx->channels;
73     int i, v, table;
74     float a;
75
76     if (channels <= 0 || channels > 2){
77         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
78         return -1;
79     }
80     bitrate = bitrate / 1000;
81     s->nb_channels = channels;
82     s->freq = freq;
83     s->bit_rate = bitrate * 1000;
84     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
85
86     /* encoding freq */
87     s->lsf = 0;
88     for(i=0;i<3;i++) {
89         if (ff_mpa_freq_tab[i] == freq)
90             break;
91         if ((ff_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
92             s->lsf = 1;
93             break;
94         }
95     }
96     if (i == 3){
97         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
98         return -1;
99     }
100     s->freq_index = i;
101
102     /* encoding bitrate & frequency */
103     for(i=0;i<15;i++) {
104         if (ff_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
105             break;
106     }
107     if (i == 15){
108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
109         return -1;
110     }
111     s->bitrate_index = i;
112
113     /* compute total header size & pad bit */
114
115     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
116     s->frame_size = ((int)a) * 8;
117
118     /* frame fractional size to compute padding */
119     s->frame_frac = 0;
120     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
121
122     /* select the right allocation table */
123     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
124
125     /* number of used subbands */
126     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
127     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
128
129 #ifdef DEBUG
130     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
131            bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
132 #endif
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)(pow(2.0, (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] = pow(2.0, -(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) * pow(2.0, (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     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
188     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
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, 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     //    print_pow1(samples, 1152);
324
325     offset = s->samples_offset[ch];
326     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
327     for(j=0;j<36;j++) {
328         /* 32 samples at once */
329         for(i=0;i<32;i++) {
330             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
331             samples += incr;
332         }
333
334         /* filter */
335         p = s->samples_buf[ch] + offset;
336         q = filter_bank;
337         /* maxsum = 23169 */
338         for(i=0;i<64;i++) {
339             sum = p[0*64] * q[0*64];
340             sum += p[1*64] * q[1*64];
341             sum += p[2*64] * q[2*64];
342             sum += p[3*64] * q[3*64];
343             sum += p[4*64] * q[4*64];
344             sum += p[5*64] * q[5*64];
345             sum += p[6*64] * q[6*64];
346             sum += p[7*64] * q[7*64];
347             tmp[i] = sum;
348             p++;
349             q++;
350         }
351         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
352         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
353         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
354
355         idct32(out, tmp1);
356
357         /* advance of 32 samples */
358         offset -= 32;
359         out += 32;
360         /* handle the wrap around */
361         if (offset < 0) {
362             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
363                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
364             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
365         }
366     }
367     s->samples_offset[ch] = offset;
368
369     //    print_pow(s->sb_samples, 1152);
370 }
371
372 static void compute_scale_factors(unsigned char scale_code[SBLIMIT],
373                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
374                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
375                                   int sblimit)
376 {
377     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
378     int index, d1, d2;
379     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
380
381     for(j=0;j<sblimit;j++) {
382         for(i=0;i<3;i++) {
383             /* find the max absolute value */
384             p = &sb_samples[i][0][j];
385             vmax = abs(*p);
386             for(k=1;k<12;k++) {
387                 p += SBLIMIT;
388                 v = abs(*p);
389                 if (v > vmax)
390                     vmax = v;
391             }
392             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
393             if (vmax > 1) {
394                 n = av_log2(vmax);
395                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
396                    use at most 2 compares to find the index */
397                 index = (21 - n) * 3 - 3;
398                 if (index >= 0) {
399                     while (vmax <= scale_factor_table[index+1])
400                         index++;
401                 } else {
402                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
403                 }
404             } else {
405                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
406             }
407
408 #if 0
409             printf("%2d:%d in=%x %x %d\n",
410                    j, i, vmax, scale_factor_table[index], index);
411 #endif
412             /* store the scale factor */
413             assert(index >=0 && index <= 63);
414             sf[i] = index;
415         }
416
417         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
418            are close enough to each other */
419         d1 = scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
420         d2 = scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
421
422         /* handle the 25 cases */
423         switch(d1 * 5 + d2) {
424         case 0*5+0:
425         case 0*5+4:
426         case 3*5+4:
427         case 4*5+0:
428         case 4*5+4:
429             code = 0;
430             break;
431         case 0*5+1:
432         case 0*5+2:
433         case 4*5+1:
434         case 4*5+2:
435             code = 3;
436             sf[2] = sf[1];
437             break;
438         case 0*5+3:
439         case 4*5+3:
440             code = 3;
441             sf[1] = sf[2];
442             break;
443         case 1*5+0:
444         case 1*5+4:
445         case 2*5+4:
446             code = 1;
447             sf[1] = sf[0];
448             break;
449         case 1*5+1:
450         case 1*5+2:
451         case 2*5+0:
452         case 2*5+1:
453         case 2*5+2:
454             code = 2;
455             sf[1] = sf[2] = sf[0];
456             break;
457         case 2*5+3:
458         case 3*5+3:
459             code = 2;
460             sf[0] = sf[1] = sf[2];
461             break;
462         case 3*5+0:
463         case 3*5+1:
464         case 3*5+2:
465             code = 2;
466             sf[0] = sf[2] = sf[1];
467             break;
468         case 1*5+3:
469             code = 2;
470             if (sf[0] > sf[2])
471               sf[0] = sf[2];
472             sf[1] = sf[2] = sf[0];
473             break;
474         default:
475             assert(0); //cannot happen
476             code = 0;           /* kill warning */
477         }
478
479 #if 0
480         printf("%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
481                sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
482 #endif
483         scale_code[j] = code;
484         sf += 3;
485     }
486 }
487
488 /* The most important function : psycho acoustic module. In this
489    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
490    but also this is the simpler. */
491 static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
492 {
493     int i;
494
495     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
496         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
497     }
498 }
499
500
501 #define SB_NOTALLOCATED  0
502 #define SB_ALLOCATED     1
503 #define SB_NOMORE        2
504
505 /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
506    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
507    smaller than other encoders :-) */
508 static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
509                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
510                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
511                                    int *padding)
512 {
513     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
514     int incr;
515     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
516     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
517     const unsigned char *alloc;
518
519     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
520     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
521     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
522
523     /* compute frame size and padding */
524     max_frame_size = s->frame_size;
525     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
526     if (s->frame_frac >= 65536) {
527         s->frame_frac -= 65536;
528         s->do_padding = 1;
529         max_frame_size += 8;
530     } else {
531         s->do_padding = 0;
532     }
533
534     /* compute the header + bit alloc size */
535     current_frame_size = 32;
536     alloc = s->alloc_table;
537     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
538         incr = alloc[0];
539         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
540         alloc += 1 << incr;
541     }
542     for(;;) {
543         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
544         max_sb = -1;
545         max_ch = -1;
546         max_smr = INT_MIN;
547         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
548             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
549                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
550                     max_smr = smr[ch][i];
551                     max_sb = i;
552                     max_ch = ch;
553                 }
554             }
555         }
556 #if 0
557         printf("current=%d max=%d max_sb=%d alloc=%d\n",
558                current_frame_size, max_frame_size, max_sb,
559                bit_alloc[max_sb]);
560 #endif
561         if (max_sb < 0)
562             break;
563
564         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
565            pointer table) */
566         alloc = s->alloc_table;
567         for(i=0;i<max_sb;i++) {
568             alloc += 1 << alloc[0];
569         }
570
571         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
572             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
573             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
574             incr += total_quant_bits[alloc[1]];
575         } else {
576             /* increments bit allocation */
577             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
578             incr = total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
579                 total_quant_bits[alloc[b]];
580         }
581
582         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
583             /* can increase size */
584             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
585             current_frame_size += incr;
586             /* decrease smr by the resolution we added */
587             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
588             /* max allocation size reached ? */
589             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
590                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
591             else
592                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
593         } else {
594             /* cannot increase the size of this subband */
595             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
596         }
597     }
598     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
599     assert(*padding >= 0);
600
601 #if 0
602     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
603         printf("%d ", bit_alloc[i]);
604     }
605     printf("\n");
606 #endif
607 }
608
609 /*
610  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
611  * compared to other encoders :-)
612  */
613 static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
614                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
615                          int padding)
616 {
617     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
618     unsigned char *sf;
619     int q[3];
620     PutBitContext *p = &s->pb;
621
622     /* header */
623
624     put_bits(p, 12, 0xfff);
625     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
626     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
627     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
628     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
629     put_bits(p, 2, s->freq_index);
630     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
631     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
632     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
633     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
634     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
635     put_bits(p, 1, 1); /* original */
636     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
637
638     /* bit allocation */
639     j = 0;
640     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
641         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
642         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
643             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
644         }
645         j += 1 << bit_alloc_bits;
646     }
647
648     /* scale codes */
649     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
650         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
651             if (bit_alloc[ch][i])
652                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
653         }
654     }
655
656     /* scale factors */
657     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
658         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
659             if (bit_alloc[ch][i]) {
660                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
661                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
662                 case 0:
663                     put_bits(p, 6, sf[0]);
664                     put_bits(p, 6, sf[1]);
665                     put_bits(p, 6, sf[2]);
666                     break;
667                 case 3:
668                 case 1:
669                     put_bits(p, 6, sf[0]);
670                     put_bits(p, 6, sf[2]);
671                     break;
672                 case 2:
673                     put_bits(p, 6, sf[0]);
674                     break;
675                 }
676             }
677         }
678     }
679
680     /* quantization & write sub band samples */
681
682     for(k=0;k<3;k++) {
683         for(l=0;l<12;l+=3) {
684             j = 0;
685             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
686                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
687                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
688                     b = bit_alloc[ch][i];
689                     if (b) {
690                         int qindex, steps, m, sample, bits;
691                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
692                         qindex = s->alloc_table[j+b];
693                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
694                         for(m=0;m<3;m++) {
695                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
696                             /* divide by scale factor */
697 #ifdef USE_FLOATS
698                             {
699                                 float a;
700                                 a = (float)sample * scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
701                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
702                             }
703 #else
704                             {
705                                 int q1, e, shift, mult;
706                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
707                                 shift = scale_factor_shift[e];
708                                 mult = scale_factor_mult[e];
709
710                                 /* normalize to P bits */
711                                 if (shift < 0)
712                                     q1 = sample << (-shift);
713                                 else
714                                     q1 = sample >> shift;
715                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
716                                 q[m] = ((q1 + (1 << P)) * steps) >> (P + 1);
717                             }
718 #endif
719                             if (q[m] >= steps)
720                                 q[m] = steps - 1;
721                             assert(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
722                         }
723                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
724                         if (bits < 0) {
725                             /* group the 3 values to save bits */
726                             put_bits(p, -bits,
727                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
728 #if 0
729                             printf("%d: gr1 %d\n",
730                                    i, q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
731 #endif
732                         } else {
733 #if 0
734                             printf("%d: gr3 %d %d %d\n",
735                                    i, q[0], q[1], q[2]);
736 #endif
737                             put_bits(p, bits, q[0]);
738                             put_bits(p, bits, q[1]);
739                             put_bits(p, bits, q[2]);
740                         }
741                     }
742                 }
743                 /* next subband in alloc table */
744                 j += 1 << bit_alloc_bits;
745             }
746         }
747     }
748
749     /* padding */
750     for(i=0;i<padding;i++)
751         put_bits(p, 1, 0);
752
753     /* flush */
754     flush_put_bits(p);
755 }
756
757 static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
758                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
759 {
760     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
761     short *samples = data;
762     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
763     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
764     int padding, i;
765
766     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
767         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
768     }
769
770     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
771         compute_scale_factors(s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
772                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
773     }
774     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
775         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
776     }
777     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
778
779     init_put_bits(&s->pb, frame, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
780
781     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
782
783     s->nb_samples += MPA_FRAME_SIZE;
784     return pbBufPtr(&s->pb) - s->pb.buf;
785 }
786
787 static av_cold int MPA_encode_close(AVCodecContext *avctx)
788 {
789     av_freep(&avctx->coded_frame);
790     return 0;
791 }
792
793 AVCodec mp2_encoder = {
794     "mp2",
795     CODEC_TYPE_AUDIO,
796     CODEC_ID_MP2,
797     sizeof(MpegAudioContext),
798     MPA_encode_init,
799     MPA_encode_frame,
800     MPA_encode_close,
801     NULL,
802     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
803     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
804 };
805
806 #undef FIX