Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  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. #include "mpegaudiodata.h"
  39. #include "mpegaudiotab.h"
  40.  
  41. /* currently, cannot change these constants (need to modify
  42.    quantization stage) */
  43. #define MUL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
  44.  
  45. #define SAMPLES_BUF_SIZE 4096
  46.  
  47. typedef struct MpegAudioContext {
  48.     PutBitContext pb;
  49.     int nb_channels;
  50.     int lsf;           /* 1 if mpeg2 low bitrate selected */
  51.     int bitrate_index; /* bit rate */
  52.     int freq_index;
  53.     int frame_size; /* frame size, in bits, without padding */
  54.     /* padding computation */
  55.     int frame_frac, frame_frac_incr, do_padding;
  56.     short samples_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SAMPLES_BUF_SIZE]; /* buffer for filter */
  57.     int samples_offset[MPA_MAX_CHANNELS];       /* offset in samples_buf */
  58.     int sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][3][12][SBLIMIT];
  59.     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3]; /* scale factors */
  60.     /* code to group 3 scale factors */
  61.     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  62.     int sblimit; /* number of used subbands */
  63.     const unsigned char *alloc_table;
  64.     int16_t filter_bank[512];
  65.     int scale_factor_table[64];
  66.     unsigned char scale_diff_table[128];
  67. #if USE_FLOATS
  68.     float scale_factor_inv_table[64];
  69. #else
  70.     int8_t scale_factor_shift[64];
  71.     unsigned short scale_factor_mult[64];
  72. #endif
  73.     unsigned short total_quant_bits[17]; /* total number of bits per allocation group */
  74. } MpegAudioContext;
  75.  
  76. static av_cold int MPA_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  77. {
  78.     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  79.     int freq = avctx->sample_rate;
  80.     int bitrate = avctx->bit_rate;
  81.     int channels = avctx->channels;
  82.     int i, v, table;
  83.     float a;
  84.  
  85.     if (channels <= 0 || channels > 2){
  86.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoding %d channel(s) is not allowed in mp2\n", channels);
  87.         return AVERROR(EINVAL);
  88.     }
  89.     bitrate = bitrate / 1000;
  90.     s->nb_channels = channels;
  91.     avctx->frame_size = MPA_FRAME_SIZE;
  92.     avctx->initial_padding = 512 - 32 + 1;
  93.  
  94.     /* encoding freq */
  95.     s->lsf = 0;
  96.     for(i=0;i<3;i++) {
  97.         if (avpriv_mpa_freq_tab[i] == freq)
  98.             break;
  99.         if ((avpriv_mpa_freq_tab[i] / 2) == freq) {
  100.             s->lsf = 1;
  101.             break;
  102.         }
  103.     }
  104.     if (i == 3){
  105.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sampling rate %d is not allowed in mp2\n", freq);
  106.         return AVERROR(EINVAL);
  107.     }
  108.     s->freq_index = i;
  109.  
  110.     /* encoding bitrate & frequency */
  111.     for(i=1;i<15;i++) {
  112.         if (avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i] == bitrate)
  113.             break;
  114.     }
  115.     if (i == 15 && !avctx->bit_rate) {
  116.         i = 14;
  117.         bitrate = avpriv_mpa_bitrate_tab[s->lsf][1][i];
  118.         avctx->bit_rate = bitrate * 1000;
  119.     }
  120.     if (i == 15){
  121.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bitrate %d is not allowed in mp2\n", bitrate);
  122.         return AVERROR(EINVAL);
  123.     }
  124.     s->bitrate_index = i;
  125.  
  126.     /* compute total header size & pad bit */
  127.  
  128.     a = (float)(bitrate * 1000 * MPA_FRAME_SIZE) / (freq * 8.0);
  129.     s->frame_size = ((int)a) * 8;
  130.  
  131.     /* frame fractional size to compute padding */
  132.     s->frame_frac = 0;
  133.     s->frame_frac_incr = (int)((a - floor(a)) * 65536.0);
  134.  
  135.     /* select the right allocation table */
  136.     table = ff_mpa_l2_select_table(bitrate, s->nb_channels, freq, s->lsf);
  137.  
  138.     /* number of used subbands */
  139.     s->sblimit = ff_mpa_sblimit_table[table];
  140.     s->alloc_table = ff_mpa_alloc_tables[table];
  141.  
  142.     ff_dlog(avctx, "%d kb/s, %d Hz, frame_size=%d bits, table=%d, padincr=%x\n",
  143.             bitrate, freq, s->frame_size, table, s->frame_frac_incr);
  144.  
  145.     for(i=0;i<s->nb_channels;i++)
  146.         s->samples_offset[i] = 0;
  147.  
  148.     for(i=0;i<257;i++) {
  149.         int v;
  150.         v = ff_mpa_enwindow[i];
  151. #if WFRAC_BITS != 16
  152.         v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
  153. #endif
  154.         s->filter_bank[i] = v;
  155.         if ((i & 63) != 0)
  156.             v = -v;
  157.         if (i != 0)
  158.             s->filter_bank[512 - i] = v;
  159.     }
  160.  
  161.     for(i=0;i<64;i++) {
  162.         v = (int)(exp2((3 - i) / 3.0) * (1 << 20));
  163.         if (v <= 0)
  164.             v = 1;
  165.         s->scale_factor_table[i] = v;
  166. #if USE_FLOATS
  167.         s->scale_factor_inv_table[i] = exp2(-(3 - i) / 3.0) / (float)(1 << 20);
  168. #else
  169. #define P 15
  170.         s->scale_factor_shift[i] = 21 - P - (i / 3);
  171.         s->scale_factor_mult[i] = (1 << P) * exp2((i % 3) / 3.0);
  172. #endif
  173.     }
  174.     for(i=0;i<128;i++) {
  175.         v = i - 64;
  176.         if (v <= -3)
  177.             v = 0;
  178.         else if (v < 0)
  179.             v = 1;
  180.         else if (v == 0)
  181.             v = 2;
  182.         else if (v < 3)
  183.             v = 3;
  184.         else
  185.             v = 4;
  186.         s->scale_diff_table[i] = v;
  187.     }
  188.  
  189.     for(i=0;i<17;i++) {
  190.         v = ff_mpa_quant_bits[i];
  191.         if (v < 0)
  192.             v = -v;
  193.         else
  194.             v = v * 3;
  195.         s->total_quant_bits[i] = 12 * v;
  196.     }
  197.  
  198.     return 0;
  199. }
  200.  
  201. /* 32 point floating point IDCT without 1/sqrt(2) coef zero scaling */
  202. static void idct32(int *out, int *tab)
  203. {
  204.     int i, j;
  205.     int *t, *t1, xr;
  206.     const int *xp = costab32;
  207.  
  208.     for(j=31;j>=3;j-=2) tab[j] += tab[j - 2];
  209.  
  210.     t = tab + 30;
  211.     t1 = tab + 2;
  212.     do {
  213.         t[0] += t[-4];
  214.         t[1] += t[1 - 4];
  215.         t -= 4;
  216.     } while (t != t1);
  217.  
  218.     t = tab + 28;
  219.     t1 = tab + 4;
  220.     do {
  221.         t[0] += t[-8];
  222.         t[1] += t[1-8];
  223.         t[2] += t[2-8];
  224.         t[3] += t[3-8];
  225.         t -= 8;
  226.     } while (t != t1);
  227.  
  228.     t = tab;
  229.     t1 = tab + 32;
  230.     do {
  231.         t[ 3] = -t[ 3];
  232.         t[ 6] = -t[ 6];
  233.  
  234.         t[11] = -t[11];
  235.         t[12] = -t[12];
  236.         t[13] = -t[13];
  237.         t[15] = -t[15];
  238.         t += 16;
  239.     } while (t != t1);
  240.  
  241.  
  242.     t = tab;
  243.     t1 = tab + 8;
  244.     do {
  245.         int x1, x2, x3, x4;
  246.  
  247.         x3 = MUL(t[16], FIX(SQRT2*0.5));
  248.         x4 = t[0] - x3;
  249.         x3 = t[0] + x3;
  250.  
  251.         x2 = MUL(-(t[24] + t[8]), FIX(SQRT2*0.5));
  252.         x1 = MUL((t[8] - x2), xp[0]);
  253.         x2 = MUL((t[8] + x2), xp[1]);
  254.  
  255.         t[ 0] = x3 + x1;
  256.         t[ 8] = x4 - x2;
  257.         t[16] = x4 + x2;
  258.         t[24] = x3 - x1;
  259.         t++;
  260.     } while (t != t1);
  261.  
  262.     xp += 2;
  263.     t = tab;
  264.     t1 = tab + 4;
  265.     do {
  266.         xr = MUL(t[28],xp[0]);
  267.         t[28] = (t[0] - xr);
  268.         t[0] = (t[0] + xr);
  269.  
  270.         xr = MUL(t[4],xp[1]);
  271.         t[ 4] = (t[24] - xr);
  272.         t[24] = (t[24] + xr);
  273.  
  274.         xr = MUL(t[20],xp[2]);
  275.         t[20] = (t[8] - xr);
  276.         t[ 8] = (t[8] + xr);
  277.  
  278.         xr = MUL(t[12],xp[3]);
  279.         t[12] = (t[16] - xr);
  280.         t[16] = (t[16] + xr);
  281.         t++;
  282.     } while (t != t1);
  283.     xp += 4;
  284.  
  285.     for (i = 0; i < 4; i++) {
  286.         xr = MUL(tab[30-i*4],xp[0]);
  287.         tab[30-i*4] = (tab[i*4] - xr);
  288.         tab[   i*4] = (tab[i*4] + xr);
  289.  
  290.         xr = MUL(tab[ 2+i*4],xp[1]);
  291.         tab[ 2+i*4] = (tab[28-i*4] - xr);
  292.         tab[28-i*4] = (tab[28-i*4] + xr);
  293.  
  294.         xr = MUL(tab[31-i*4],xp[0]);
  295.         tab[31-i*4] = (tab[1+i*4] - xr);
  296.         tab[ 1+i*4] = (tab[1+i*4] + xr);
  297.  
  298.         xr = MUL(tab[ 3+i*4],xp[1]);
  299.         tab[ 3+i*4] = (tab[29-i*4] - xr);
  300.         tab[29-i*4] = (tab[29-i*4] + xr);
  301.  
  302.         xp += 2;
  303.     }
  304.  
  305.     t = tab + 30;
  306.     t1 = tab + 1;
  307.     do {
  308.         xr = MUL(t1[0], *xp);
  309.         t1[0] = (t[0] - xr);
  310.         t[0] = (t[0] + xr);
  311.         t -= 2;
  312.         t1 += 2;
  313.         xp++;
  314.     } while (t >= tab);
  315.  
  316.     for(i=0;i<32;i++) {
  317.         out[i] = tab[bitinv32[i]];
  318.     }
  319. }
  320.  
  321. #define WSHIFT (WFRAC_BITS + 15 - FRAC_BITS)
  322.  
  323. static void filter(MpegAudioContext *s, int ch, const short *samples, int incr)
  324. {
  325.     short *p, *q;
  326.     int sum, offset, i, j;
  327.     int tmp[64];
  328.     int tmp1[32];
  329.     int *out;
  330.  
  331.     offset = s->samples_offset[ch];
  332.     out = &s->sb_samples[ch][0][0][0];
  333.     for(j=0;j<36;j++) {
  334.         /* 32 samples at once */
  335.         for(i=0;i<32;i++) {
  336.             s->samples_buf[ch][offset + (31 - i)] = samples[0];
  337.             samples += incr;
  338.         }
  339.  
  340.         /* filter */
  341.         p = s->samples_buf[ch] + offset;
  342.         q = s->filter_bank;
  343.         /* maxsum = 23169 */
  344.         for(i=0;i<64;i++) {
  345.             sum = p[0*64] * q[0*64];
  346.             sum += p[1*64] * q[1*64];
  347.             sum += p[2*64] * q[2*64];
  348.             sum += p[3*64] * q[3*64];
  349.             sum += p[4*64] * q[4*64];
  350.             sum += p[5*64] * q[5*64];
  351.             sum += p[6*64] * q[6*64];
  352.             sum += p[7*64] * q[7*64];
  353.             tmp[i] = sum;
  354.             p++;
  355.             q++;
  356.         }
  357.         tmp1[0] = tmp[16] >> WSHIFT;
  358.         for( i=1; i<=16; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]+tmp[16-i]) >> WSHIFT;
  359.         for( i=17; i<=31; i++ ) tmp1[i] = (tmp[i+16]-tmp[80-i]) >> WSHIFT;
  360.  
  361.         idct32(out, tmp1);
  362.  
  363.         /* advance of 32 samples */
  364.         offset -= 32;
  365.         out += 32;
  366.         /* handle the wrap around */
  367.         if (offset < 0) {
  368.             memmove(s->samples_buf[ch] + SAMPLES_BUF_SIZE - (512 - 32),
  369.                     s->samples_buf[ch], (512 - 32) * 2);
  370.             offset = SAMPLES_BUF_SIZE - 512;
  371.         }
  372.     }
  373.     s->samples_offset[ch] = offset;
  374. }
  375.  
  376. static void compute_scale_factors(MpegAudioContext *s,
  377.                                   unsigned char scale_code[SBLIMIT],
  378.                                   unsigned char scale_factors[SBLIMIT][3],
  379.                                   int sb_samples[3][12][SBLIMIT],
  380.                                   int sblimit)
  381. {
  382.     int *p, vmax, v, n, i, j, k, code;
  383.     int index, d1, d2;
  384.     unsigned char *sf = &scale_factors[0][0];
  385.  
  386.     for(j=0;j<sblimit;j++) {
  387.         for(i=0;i<3;i++) {
  388.             /* find the max absolute value */
  389.             p = &sb_samples[i][0][j];
  390.             vmax = abs(*p);
  391.             for(k=1;k<12;k++) {
  392.                 p += SBLIMIT;
  393.                 v = abs(*p);
  394.                 if (v > vmax)
  395.                     vmax = v;
  396.             }
  397.             /* compute the scale factor index using log 2 computations */
  398.             if (vmax > 1) {
  399.                 n = av_log2(vmax);
  400.                 /* n is the position of the MSB of vmax. now
  401.                    use at most 2 compares to find the index */
  402.                 index = (21 - n) * 3 - 3;
  403.                 if (index >= 0) {
  404.                     while (vmax <= s->scale_factor_table[index+1])
  405.                         index++;
  406.                 } else {
  407.                     index = 0; /* very unlikely case of overflow */
  408.                 }
  409.             } else {
  410.                 index = 62; /* value 63 is not allowed */
  411.             }
  412.  
  413.             ff_dlog(NULL, "%2d:%d in=%x %x %d\n",
  414.                     j, i, vmax, s->scale_factor_table[index], index);
  415.             /* store the scale factor */
  416.             av_assert2(index >=0 && index <= 63);
  417.             sf[i] = index;
  418.         }
  419.  
  420.         /* compute the transmission factor : look if the scale factors
  421.            are close enough to each other */
  422.         d1 = s->scale_diff_table[sf[0] - sf[1] + 64];
  423.         d2 = s->scale_diff_table[sf[1] - sf[2] + 64];
  424.  
  425.         /* handle the 25 cases */
  426.         switch(d1 * 5 + d2) {
  427.         case 0*5+0:
  428.         case 0*5+4:
  429.         case 3*5+4:
  430.         case 4*5+0:
  431.         case 4*5+4:
  432.             code = 0;
  433.             break;
  434.         case 0*5+1:
  435.         case 0*5+2:
  436.         case 4*5+1:
  437.         case 4*5+2:
  438.             code = 3;
  439.             sf[2] = sf[1];
  440.             break;
  441.         case 0*5+3:
  442.         case 4*5+3:
  443.             code = 3;
  444.             sf[1] = sf[2];
  445.             break;
  446.         case 1*5+0:
  447.         case 1*5+4:
  448.         case 2*5+4:
  449.             code = 1;
  450.             sf[1] = sf[0];
  451.             break;
  452.         case 1*5+1:
  453.         case 1*5+2:
  454.         case 2*5+0:
  455.         case 2*5+1:
  456.         case 2*5+2:
  457.             code = 2;
  458.             sf[1] = sf[2] = sf[0];
  459.             break;
  460.         case 2*5+3:
  461.         case 3*5+3:
  462.             code = 2;
  463.             sf[0] = sf[1] = sf[2];
  464.             break;
  465.         case 3*5+0:
  466.         case 3*5+1:
  467.         case 3*5+2:
  468.             code = 2;
  469.             sf[0] = sf[2] = sf[1];
  470.             break;
  471.         case 1*5+3:
  472.             code = 2;
  473.             if (sf[0] > sf[2])
  474.               sf[0] = sf[2];
  475.             sf[1] = sf[2] = sf[0];
  476.             break;
  477.         default:
  478.             av_assert2(0); //cannot happen
  479.             code = 0;           /* kill warning */
  480.         }
  481.  
  482.         ff_dlog(NULL, "%d: %2d %2d %2d %d %d -> %d\n", j,
  483.                 sf[0], sf[1], sf[2], d1, d2, code);
  484.         scale_code[j] = code;
  485.         sf += 3;
  486.     }
  487. }
  488.  
  489. /* The most important function : psycho acoustic module. In this
  490.    encoder there is basically none, so this is the worst you can do,
  491.    but also this is the simpler. */
  492. static void psycho_acoustic_model(MpegAudioContext *s, short smr[SBLIMIT])
  493. {
  494.     int i;
  495.  
  496.     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  497.         smr[i] = (int)(fixed_smr[i] * 10);
  498.     }
  499. }
  500.  
  501.  
  502. #define SB_NOTALLOCATED  0
  503. #define SB_ALLOCATED     1
  504. #define SB_NOMORE        2
  505.  
  506. /* Try to maximize the smr while using a number of bits inferior to
  507.    the frame size. I tried to make the code simpler, faster and
  508.    smaller than other encoders :-) */
  509. static void compute_bit_allocation(MpegAudioContext *s,
  510.                                    short smr1[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
  511.                                    unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
  512.                                    int *padding)
  513. {
  514.     int i, ch, b, max_smr, max_ch, max_sb, current_frame_size, max_frame_size;
  515.     int incr;
  516.     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  517.     unsigned char subband_status[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  518.     const unsigned char *alloc;
  519.  
  520.     memcpy(smr, smr1, s->nb_channels * sizeof(short) * SBLIMIT);
  521.     memset(subband_status, SB_NOTALLOCATED, s->nb_channels * SBLIMIT);
  522.     memset(bit_alloc, 0, s->nb_channels * SBLIMIT);
  523.  
  524.     /* compute frame size and padding */
  525.     max_frame_size = s->frame_size;
  526.     s->frame_frac += s->frame_frac_incr;
  527.     if (s->frame_frac >= 65536) {
  528.         s->frame_frac -= 65536;
  529.         s->do_padding = 1;
  530.         max_frame_size += 8;
  531.     } else {
  532.         s->do_padding = 0;
  533.     }
  534.  
  535.     /* compute the header + bit alloc size */
  536.     current_frame_size = 32;
  537.     alloc = s->alloc_table;
  538.     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  539.         incr = alloc[0];
  540.         current_frame_size += incr * s->nb_channels;
  541.         alloc += 1 << incr;
  542.     }
  543.     for(;;) {
  544.         /* look for the subband with the largest signal to mask ratio */
  545.         max_sb = -1;
  546.         max_ch = -1;
  547.         max_smr = INT_MIN;
  548.         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
  549.             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  550.                 if (smr[ch][i] > max_smr && subband_status[ch][i] != SB_NOMORE) {
  551.                     max_smr = smr[ch][i];
  552.                     max_sb = i;
  553.                     max_ch = ch;
  554.                 }
  555.             }
  556.         }
  557.         if (max_sb < 0)
  558.             break;
  559.         ff_dlog(NULL, "current=%d max=%d max_sb=%d max_ch=%d alloc=%d\n",
  560.                 current_frame_size, max_frame_size, max_sb, max_ch,
  561.                 bit_alloc[max_ch][max_sb]);
  562.  
  563.         /* find alloc table entry (XXX: not optimal, should use
  564.            pointer table) */
  565.         alloc = s->alloc_table;
  566.         for(i=0;i<max_sb;i++) {
  567.             alloc += 1 << alloc[0];
  568.         }
  569.  
  570.         if (subband_status[max_ch][max_sb] == SB_NOTALLOCATED) {
  571.             /* nothing was coded for this band: add the necessary bits */
  572.             incr = 2 + nb_scale_factors[s->scale_code[max_ch][max_sb]] * 6;
  573.             incr += s->total_quant_bits[alloc[1]];
  574.         } else {
  575.             /* increments bit allocation */
  576.             b = bit_alloc[max_ch][max_sb];
  577.             incr = s->total_quant_bits[alloc[b + 1]] -
  578.                 s->total_quant_bits[alloc[b]];
  579.         }
  580.  
  581.         if (current_frame_size + incr <= max_frame_size) {
  582.             /* can increase size */
  583.             b = ++bit_alloc[max_ch][max_sb];
  584.             current_frame_size += incr;
  585.             /* decrease smr by the resolution we added */
  586.             smr[max_ch][max_sb] = smr1[max_ch][max_sb] - quant_snr[alloc[b]];
  587.             /* max allocation size reached ? */
  588.             if (b == ((1 << alloc[0]) - 1))
  589.                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
  590.             else
  591.                 subband_status[max_ch][max_sb] = SB_ALLOCATED;
  592.         } else {
  593.             /* cannot increase the size of this subband */
  594.             subband_status[max_ch][max_sb] = SB_NOMORE;
  595.         }
  596.     }
  597.     *padding = max_frame_size - current_frame_size;
  598.     av_assert0(*padding >= 0);
  599. }
  600.  
  601. /*
  602.  * Output the mpeg audio layer 2 frame. Note how the code is small
  603.  * compared to other encoders :-)
  604.  */
  605. static void encode_frame(MpegAudioContext *s,
  606.                          unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT],
  607.                          int padding)
  608. {
  609.     int i, j, k, l, bit_alloc_bits, b, ch;
  610.     unsigned char *sf;
  611.     int q[3];
  612.     PutBitContext *p = &s->pb;
  613.  
  614.     /* header */
  615.  
  616.     put_bits(p, 12, 0xfff);
  617.     put_bits(p, 1, 1 - s->lsf); /* 1 = mpeg1 ID, 0 = mpeg2 lsf ID */
  618.     put_bits(p, 2, 4-2);  /* layer 2 */
  619.     put_bits(p, 1, 1); /* no error protection */
  620.     put_bits(p, 4, s->bitrate_index);
  621.     put_bits(p, 2, s->freq_index);
  622.     put_bits(p, 1, s->do_padding); /* use padding */
  623.     put_bits(p, 1, 0);             /* private_bit */
  624.     put_bits(p, 2, s->nb_channels == 2 ? MPA_STEREO : MPA_MONO);
  625.     put_bits(p, 2, 0); /* mode_ext */
  626.     put_bits(p, 1, 0); /* no copyright */
  627.     put_bits(p, 1, 1); /* original */
  628.     put_bits(p, 2, 0); /* no emphasis */
  629.  
  630.     /* bit allocation */
  631.     j = 0;
  632.     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  633.         bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
  634.         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
  635.             put_bits(p, bit_alloc_bits, bit_alloc[ch][i]);
  636.         }
  637.         j += 1 << bit_alloc_bits;
  638.     }
  639.  
  640.     /* scale codes */
  641.     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  642.         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
  643.             if (bit_alloc[ch][i])
  644.                 put_bits(p, 2, s->scale_code[ch][i]);
  645.         }
  646.     }
  647.  
  648.     /* scale factors */
  649.     for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  650.         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
  651.             if (bit_alloc[ch][i]) {
  652.                 sf = &s->scale_factors[ch][i][0];
  653.                 switch(s->scale_code[ch][i]) {
  654.                 case 0:
  655.                     put_bits(p, 6, sf[0]);
  656.                     put_bits(p, 6, sf[1]);
  657.                     put_bits(p, 6, sf[2]);
  658.                     break;
  659.                 case 3:
  660.                 case 1:
  661.                     put_bits(p, 6, sf[0]);
  662.                     put_bits(p, 6, sf[2]);
  663.                     break;
  664.                 case 2:
  665.                     put_bits(p, 6, sf[0]);
  666.                     break;
  667.                 }
  668.             }
  669.         }
  670.     }
  671.  
  672.     /* quantization & write sub band samples */
  673.  
  674.     for(k=0;k<3;k++) {
  675.         for(l=0;l<12;l+=3) {
  676.             j = 0;
  677.             for(i=0;i<s->sblimit;i++) {
  678.                 bit_alloc_bits = s->alloc_table[j];
  679.                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
  680.                     b = bit_alloc[ch][i];
  681.                     if (b) {
  682.                         int qindex, steps, m, sample, bits;
  683.                         /* we encode 3 sub band samples of the same sub band at a time */
  684.                         qindex = s->alloc_table[j+b];
  685.                         steps = ff_mpa_quant_steps[qindex];
  686.                         for(m=0;m<3;m++) {
  687.                             sample = s->sb_samples[ch][k][l + m][i];
  688.                             /* divide by scale factor */
  689. #if USE_FLOATS
  690.                             {
  691.                                 float a;
  692.                                 a = (float)sample * s->scale_factor_inv_table[s->scale_factors[ch][i][k]];
  693.                                 q[m] = (int)((a + 1.0) * steps * 0.5);
  694.                             }
  695. #else
  696.                             {
  697.                                 int q1, e, shift, mult;
  698.                                 e = s->scale_factors[ch][i][k];
  699.                                 shift = s->scale_factor_shift[e];
  700.                                 mult = s->scale_factor_mult[e];
  701.  
  702.                                 /* normalize to P bits */
  703.                                 if (shift < 0)
  704.                                     q1 = sample << (-shift);
  705.                                 else
  706.                                     q1 = sample >> shift;
  707.                                 q1 = (q1 * mult) >> P;
  708.                                 q1 += 1 << P;
  709.                                 if (q1 < 0)
  710.                                     q1 = 0;
  711.                                 q[m] = (q1 * (unsigned)steps) >> (P + 1);
  712.                             }
  713. #endif
  714.                             if (q[m] >= steps)
  715.                                 q[m] = steps - 1;
  716.                             av_assert2(q[m] >= 0 && q[m] < steps);
  717.                         }
  718.                         bits = ff_mpa_quant_bits[qindex];
  719.                         if (bits < 0) {
  720.                             /* group the 3 values to save bits */
  721.                             put_bits(p, -bits,
  722.                                      q[0] + steps * (q[1] + steps * q[2]));
  723.                         } else {
  724.                             put_bits(p, bits, q[0]);
  725.                             put_bits(p, bits, q[1]);
  726.                             put_bits(p, bits, q[2]);
  727.                         }
  728.                     }
  729.                 }
  730.                 /* next subband in alloc table */
  731.                 j += 1 << bit_alloc_bits;
  732.             }
  733.         }
  734.     }
  735.  
  736.     /* padding */
  737.     for(i=0;i<padding;i++)
  738.         put_bits(p, 1, 0);
  739.  
  740.     /* flush */
  741.     flush_put_bits(p);
  742. }
  743.  
  744. static int MPA_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
  745.                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
  746. {
  747.     MpegAudioContext *s = avctx->priv_data;
  748.     const int16_t *samples = (const int16_t *)frame->data[0];
  749.     short smr[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  750.     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
  751.     int padding, i, ret;
  752.  
  753.     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
  754.         filter(s, i, samples + i, s->nb_channels);
  755.     }
  756.  
  757.     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
  758.         compute_scale_factors(s, s->scale_code[i], s->scale_factors[i],
  759.                               s->sb_samples[i], s->sblimit);
  760.     }
  761.     for(i=0;i<s->nb_channels;i++) {
  762.         psycho_acoustic_model(s, smr[i]);
  763.     }
  764.     compute_bit_allocation(s, smr, bit_alloc, &padding);
  765.  
  766.     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE, 0)) < 0)
  767.         return ret;
  768.  
  769.     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
  770.  
  771.     encode_frame(s, bit_alloc, padding);
  772.  
  773.     if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
  774.         avpkt->pts = frame->pts - ff_samples_to_time_base(avctx, avctx->initial_padding);
  775.  
  776.     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) / 8;
  777.     *got_packet_ptr = 1;
  778.     return 0;
  779. }
  780.  
  781. static const AVCodecDefault mp2_defaults[] = {
  782.     { "b", "0" },
  783.     { NULL },
  784. };
  785.  
  786.