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