git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/flacenc.c

   1 /*
   2  * FLAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   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 #include "libavutil/crc.h"
  23 #include "libavutil/intmath.h"
  24 #include "libavutil/md5.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "bswapdsp.h"
  28 #include "get_bits.h"
  29 #include "golomb.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "lpc.h"
  32 #include "flac.h"
  33 #include "flacdata.h"
  34 #include "flacdsp.h"
  35
  36 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  37 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  38 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  39 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  40
  41 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  42 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  43 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  44 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  45 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  46
  47 enum CodingMode {
  48     CODING_MODE_RICE  = 4,
  49     CODING_MODE_RICE2 = 5,
  50 };
  51
  52 typedef struct CompressionOptions {
  53     int compression_level;
  54     int block_time_ms;
  55     enum FFLPCType lpc_type;
  56     int lpc_passes;
  57     int lpc_coeff_precision;
  58     int min_prediction_order;
  59     int max_prediction_order;
  60     int prediction_order_method;
  61     int min_partition_order;
  62     int max_partition_order;
  63     int ch_mode;
  64 } CompressionOptions;
  65
  66 typedef struct RiceContext {
  67     enum CodingMode coding_mode;
  68     int porder;
  69     int params[MAX_PARTITIONS];
  70 } RiceContext;
  71
  72 typedef struct FlacSubframe {
  73     int type;
  74     int type_code;
  75     int obits;
  76     int wasted;
  77     int order;
  78     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  79     int shift;
  80     RiceContext rc;
  81     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  82     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
  83 } FlacSubframe;
  84
  85 typedef struct FlacFrame {
  86     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  87     int blocksize;
  88     int bs_code[2];
  89     uint8_t crc8;
  90     int ch_mode;
  91     int verbatim_only;
  92 } FlacFrame;
  93
  94 typedef struct FlacEncodeContext {
  95     AVClass *class;
  96     PutBitContext pb;
  97     int channels;
  98     int samplerate;
  99     int sr_code[2];
 100     int bps_code;
 101     int max_blocksize;
 102     int min_framesize;
 103     int max_framesize;
 104     int max_encoded_framesize;
 105     uint32_t frame_count;
 106     uint64_t sample_count;
 107     uint8_t md5sum[16];
 108     FlacFrame frame;
 109     CompressionOptions options;
 110     AVCodecContext *avctx;
 111     LPCContext lpc_ctx;
 112     struct AVMD5 *md5ctx;
 113     uint8_t *md5_buffer;
 114     unsigned int md5_buffer_size;
 115     BswapDSPContext bdsp;
 116     FLACDSPContext flac_dsp;
 117
 118     int flushed;
 119     int64_t next_pts;
 120 } FlacEncodeContext;
 121
 122
 123 /**
 124  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 125  */
 126 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 127 {
 128     PutBitContext pb;
 129
 130     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 131     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 132
 133     /* streaminfo metadata block */
 134     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 135     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 136     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 137     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 138     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 139     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 140     put_bits(&pb,  5, s->avctx->bits_per_raw_sample - 1);
 141     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 142     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 143     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 144     flush_put_bits(&pb);
 145     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 146 }
 147
 148
 149 /**
 150  * Set blocksize based on samplerate.
 151  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 152  */
 153 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 154 {
 155     int i;
 156     int target;
 157     int blocksize;
 158
 159     assert(samplerate > 0);
 160     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 161     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 162     for (i = 0; i < 16; i++) {
 163         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 164             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 165             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 166         }
 167     }
 168     return blocksize;
 169 }
 170
 171
 172 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 173 {
 174     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 175     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 176
 177     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 178
 179     switch (opt->lpc_type) {
 180     case FF_LPC_TYPE_NONE:
 181         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 182         break;
 183     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
 184         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 185         break;
 186     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
 187         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 188         break;
 189     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 190         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 191                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 192         break;
 193     }
 194
 195     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 196            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 197
 198     switch (opt->prediction_order_method) {
 199     case ORDER_METHOD_EST:
 200         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 201         break;
 202     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 203         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 204         break;
 205     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 206         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 207         break;
 208     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 209         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 210         break;
 211     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 212         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 213         break;
 214     case ORDER_METHOD_LOG:
 215         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 216         break;
 217     }
 218
 219
 220     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 221            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 222
 223     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 224
 225     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 226            opt->lpc_coeff_precision);
 227 }
 228
 229
 230 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 231 {
 232     int freq = avctx->sample_rate;
 233     int channels = avctx->channels;
 234     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 235     int i, level, ret;
 236     uint8_t *streaminfo;
 237
 238     s->avctx = avctx;
 239
 240     switch (avctx->sample_fmt) {
 241     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 242         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
 243         s->bps_code                = 4;
 244         break;
 245     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 246         if (avctx->bits_per_raw_sample != 24)
 247             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
 248         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
 249         s->bps_code                = 6;
 250         break;
 251     }
 252
 253     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
 254         return -1;
 255     s->channels = channels;
 256
 257     /* find samplerate in table */
 258     if (freq < 1)
 259         return -1;
 260     for (i = 4; i < 12; i++) {
 261         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
 262             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
 263             s->sr_code[0] = i;
 264             s->sr_code[1] = 0;
 265             break;
 266         }
 267     }
 268     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 269     if (i == 12) {
 270         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 271             s->sr_code[0] = 12;
 272             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 273         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 274             s->sr_code[0] = 14;
 275             s->sr_code[1] = freq / 10;
 276         } else if (freq < 65535) {
 277             s->sr_code[0] = 13;
 278             s->sr_code[1] = freq;
 279         } else {
 280             return -1;
 281         }
 282         s->samplerate = freq;
 283     }
 284
 285     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 286     if (avctx->compression_level < 0)
 287         s->options.compression_level = 5;
 288     else
 289         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 290
 291     level = s->options.compression_level;
 292     if (level > 12) {
 293         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 294                s->options.compression_level);
 295         return -1;
 296     }
 297
 298     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 299
 300     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
 301         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
 302                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 303                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 304                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 305                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 306
 307     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 308     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 309
 310     if (s->options.prediction_order_method < 0)
 311         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 312                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 313                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 314                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 315                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 316
 317     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
 318         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 319                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 320         return AVERROR(EINVAL);
 321     }
 322     if (s->options.min_partition_order < 0)
 323         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 324     if (s->options.max_partition_order < 0)
 325         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 326
 327     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 328         s->options.min_prediction_order = 0;
 329     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 330         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 331             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 332                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 333                        avctx->min_prediction_order);
 334                 return -1;
 335             }
 336         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 337                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 338             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 339                    avctx->min_prediction_order);
 340             return -1;
 341         }
 342         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 343     }
 344     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 345         s->options.max_prediction_order = 0;
 346     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
 347         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 348             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 349                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 350                        avctx->max_prediction_order);
 351                 return -1;
 352             }
 353         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 354                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 355             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 356                    avctx->max_prediction_order);
 357             return -1;
 358         }
 359         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 360     }
 361     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 362         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 363                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 364         return -1;
 365     }
 366
 367     if (avctx->frame_size > 0) {
 368         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 369                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 370             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 371                    avctx->frame_size);
 372             return -1;
 373         }
 374     } else {
 375         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 376     }
 377     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 378
 379     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 380     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 381                                                   s->channels,
 382                                                   s->avctx->bits_per_raw_sample);
 383
 384     /* initialize MD5 context */
 385     s->md5ctx = av_md5_alloc();
 386     if (!s->md5ctx)
 387         return AVERROR(ENOMEM);
 388     av_md5_init(s->md5ctx);
 389
 390     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 391     if (!streaminfo)
 392         return AVERROR(ENOMEM);
 393     write_streaminfo(s, streaminfo);
 394     avctx->extradata = streaminfo;
 395     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 396
 397     s->frame_count   = 0;
 398     s->min_framesize = s->max_framesize;
 399
 400     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 401                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 402
 403     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
 404     ff_flacdsp_init(&s->flac_dsp, avctx->sample_fmt,
 405                     avctx->bits_per_raw_sample);
 406
 407     dprint_compression_options(s);
 408
 409     return ret;
 410 }
 411
 412
 413 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
 414 {
 415     int i, ch;
 416     FlacFrame *frame;
 417
 418     frame = &s->frame;
 419
 420     for (i = 0; i < 16; i++) {
 421         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 422             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 423             frame->bs_code[0] = i;
 424             frame->bs_code[1] = 0;
 425             break;
 426         }
 427     }
 428     if (i == 16) {
 429         frame->blocksize = nb_samples;
 430         if (frame->blocksize <= 256) {
 431             frame->bs_code[0] = 6;
 432             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 433         } else {
 434             frame->bs_code[0] = 7;
 435             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 436         }
 437     }
 438
 439     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 440         FlacSubframe *sub = &frame->subframes[ch];
 441
 442         sub->wasted = 0;
 443         sub->obits  = s->avctx->bits_per_raw_sample;
 444
 445         if (sub->obits > 16)
 446             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE2;
 447         else
 448             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
 449     }
 450
 451     frame->verbatim_only = 0;
 452 }
 453
 454
 455 /**
 456  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 457  */
 458 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
 459 {
 460     int i, j, ch;
 461     FlacFrame *frame;
 462     int shift = av_get_bytes_per_sample(s->avctx->sample_fmt) * 8 -
 463                 s->avctx->bits_per_raw_sample;
 464
 465 #define COPY_SAMPLES(bits) do {                                     \
 466     const int ## bits ## _t *samples0 = samples;                    \
 467     frame = &s->frame;                                              \
 468     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)                   \
 469         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)                   \
 470             frame->subframes[ch].samples[i] = samples0[j] >> shift; \
 471 } while (0)
 472
 473     if (s->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16)
 474         COPY_SAMPLES(16);
 475     else
 476         COPY_SAMPLES(32);
 477 }
 478
 479
 480 static uint64_t rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 481 {
 482     int i;
 483     uint64_t count = 0;
 484
 485     for (i = 0; i < n; i++) {
 486         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 487         v ^= v >> 31;
 488         count += (v >> k) + 1 + k;
 489     }
 490     return count;
 491 }
 492
 493
 494 static uint64_t subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 495                                      int pred_order)
 496 {
 497     int p, porder, psize;
 498     int i, part_end;
 499     uint64_t count = 0;
 500
 501     /* subframe header */
 502     count += 8;
 503
 504     /* subframe */
 505     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 506         count += sub->obits;
 507     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 508         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 509     } else {
 510         /* warm-up samples */
 511         count += pred_order * sub->obits;
 512
 513         /* LPC coefficients */
 514         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 515             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 516
 517         /* rice-encoded block */
 518         count += 2;
 519
 520         /* partition order */
 521         porder = sub->rc.porder;
 522         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 523         count += 4;
 524
 525         /* residual */
 526         i        = pred_order;
 527         part_end = psize;
 528         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 529             int k = sub->rc.params[p];
 530             count += sub->rc.coding_mode;
 531             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 532             i = part_end;
 533             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 534         }
 535     }
 536
 537     return count;
 538 }
 539
 540
 541 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 542
 543 /**
 544  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 545  */
 546 static int find_optimal_param(uint64_t sum, int n, int max_param)
 547 {
 548     int k;
 549     uint64_t sum2;
 550
 551     if (sum <= n >> 1)
 552         return 0;
 553     sum2 = sum - (n >> 1);
 554     k    = av_log2(av_clipl_int32(sum2 / n));
 555     return FFMIN(k, max_param);
 556 }
 557
 558
 559 static uint64_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 560                                          uint64_t *sums, int n, int pred_order)
 561 {
 562     int i;
 563     int k, cnt, part, max_param;
 564     uint64_t all_bits;
 565
 566     max_param = (1 << rc->coding_mode) - 2;
 567
 568     part     = (1 << porder);
 569     all_bits = 4 * part;
 570
 571     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 572     for (i = 0; i < part; i++) {
 573         k = find_optimal_param(sums[i], cnt, max_param);
 574         rc->params[i] = k;
 575         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 576         cnt = n >> porder;
 577     }
 578
 579     rc->porder = porder;
 580
 581     return all_bits;
 582 }
 583
 584
 585 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 586                       uint64_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 587 {
 588     int i, j;
 589     int parts;
 590     uint32_t *res, *res_end;
 591
 592     /* sums for highest level */
 593     parts   = (1 << pmax);
 594     res     = &data[pred_order];
 595     res_end = &data[n >> pmax];
 596     for (i = 0; i < parts; i++) {
 597         uint64_t sum = 0;
 598         while (res < res_end)
 599             sum += *(res++);
 600         sums[pmax][i] = sum;
 601         res_end += n >> pmax;
 602     }
 603     /* sums for lower levels */
 604     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 605         parts = (1 << i);
 606         for (j = 0; j < parts; j++)
 607             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 608     }
 609 }
 610
 611
 612 static uint64_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 613                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 614 {
 615     int i;
 616     uint64_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 617     int opt_porder;
 618     RiceContext tmp_rc;
 619     uint32_t *udata;
 620     uint64_t sums[MAX_PARTITION_ORDER + 1][MAX_PARTITIONS] = { { 0 } };
 621
 622     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 623     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 624     assert(pmin <= pmax);
 625
 626     tmp_rc.coding_mode = rc->coding_mode;
 627
 628     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 629     for (i = 0; i < n; i++)
 630         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 631
 632     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 633
 634     opt_porder = pmin;
 635     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 636     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 637         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 638         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 639             opt_porder = i;
 640             *rc = tmp_rc;
 641         }
 642     }
 643
 644     av_freep(&udata);
 645     return bits[opt_porder];
 646 }
 647
 648
 649 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 650 {
 651     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 652     if (order > 0)
 653         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 654     return porder;
 655 }
 656
 657
 658 static uint64_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 659                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 660 {
 661     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 662                                s->frame.blocksize, pred_order);
 663     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 664                                s->frame.blocksize, pred_order);
 665
 666     uint64_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + sub->rc.coding_mode;
 667     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 668         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 669     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 670                              s->frame.blocksize, pred_order);
 671     return bits;
 672 }
 673
 674
 675 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 676                                   int order)
 677 {
 678     int i;
 679
 680     for (i = 0; i < order; i++)
 681         res[i] = smp[i];
 682
 683     if (order == 0) {
 684         for (i = order; i < n; i++)
 685             res[i] = smp[i];
 686     } else if (order == 1) {
 687         for (i = order; i < n; i++)
 688             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 689     } else if (order == 2) {
 690         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 691         for (i = order; i < n; i += 2) {
 692             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 693             res[i]   = b - a;
 694             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 695             res[i+1] = a - b;
 696         }
 697     } else if (order == 3) {
 698         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 699         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 700         for (i = order; i < n; i += 2) {
 701             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 702             int d    = b - a;
 703             res[i]   = d - c;
 704             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 705             c        = a - b;
 706             res[i+1] = c - d;
 707         }
 708     } else {
 709         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 710         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 711         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 712         for (i = order; i < n; i += 2) {
 713             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 714             int d    = b - a;
 715             int f    = d - c;
 716             res[i  ] = f - e;
 717             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 718             c        = a - b;
 719             e        = c - d;
 720             res[i+1] = e - f;
 721         }
 722     }
 723 }
 724
 725
 726 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 727 {
 728     int i, n;
 729     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 730     FlacFrame *frame;
 731     FlacSubframe *sub;
 732     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 733     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 734     int32_t *res, *smp;
 735
 736     frame = &s->frame;
 737     sub   = &frame->subframes[ch];
 738     res   = sub->residual;
 739     smp   = sub->samples;
 740     n     = frame->blocksize;
 741
 742     /* CONSTANT */
 743     for (i = 1; i < n; i++)
 744         if(smp[i] != smp[0])
 745             break;
 746     if (i == n) {
 747         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 748         res[0] = smp[0];
 749         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 750     }
 751
 752     /* VERBATIM */
 753     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 754         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 755         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 756         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 757     }
 758
 759     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 760     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 761     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 762
 763     /* FIXED */
 764     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 765     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
 766         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 767         uint64_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 768         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 769             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 770         opt_order = 0;
 771         bits[0]   = UINT32_MAX;
 772         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 773             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 774             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 775             if (bits[i] < bits[opt_order])
 776                 opt_order = i;
 777         }
 778         sub->order     = opt_order;
 779         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 780         if (sub->order != max_order) {
 781             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 782             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 783         }
 784         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 785     }
 786
 787     /* LPC */
 788     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 789     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 790                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 791                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 792                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 793
 794     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 795         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 796         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 797         int levels = 1 << omethod;
 798         uint64_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 799         int order       = -1;
 800         int opt_index   = levels-1;
 801         opt_order       = max_order-1;
 802         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 803         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 804             int last_order = order;
 805             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 806             order = av_clip(order, min_order - 1, max_order - 1);
 807             if (order == last_order)
 808                 continue;
 809             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, order+1, coefs[order],
 810                                    shift[order]);
 811             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 812             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 813                 opt_index = i;
 814                 opt_order = order;
 815             }
 816         }
 817         opt_order++;
 818     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 819         // brute-force optimal order search
 820         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 821         opt_order = 0;
 822         bits[0]   = UINT32_MAX;
 823         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 824             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 825             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 826             if (bits[i] < bits[opt_order])
 827                 opt_order = i;
 828         }
 829         opt_order++;
 830     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 831         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 832         int step;
 833
 834         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 835         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 836
 837         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 838             int last = opt_order;
 839             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 840                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 841                     continue;
 842                 s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 843                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 844                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 845                     opt_order = i;
 846             }
 847         }
 848         opt_order++;
 849     }
 850
 851     sub->order     = opt_order;
 852     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 853     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 854     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 855         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 856
 857     s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 858
 859     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 860
 861     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 862 }
 863
 864
 865 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 866 {
 867     uint8_t av_unused tmp;
 868     int count;
 869
 870     /*
 871     <14> Sync code
 872     <1>  Reserved
 873     <1>  Blocking strategy
 874     <4>  Block size in inter-channel samples
 875     <4>  Sample rate
 876     <4>  Channel assignment
 877     <3>  Sample size in bits
 878     <1>  Reserved
 879     */
 880     count = 32;
 881
 882     /* coded frame number */
 883     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
 884
 885     /* explicit block size */
 886     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
 887         count += 8;
 888     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
 889         count += 16;
 890
 891     /* explicit sample rate */
 892     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
 893
 894     /* frame header CRC-8 */
 895     count += 8;
 896
 897     return count;
 898 }
 899
 900
 901 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 902 {
 903     int ch;
 904     uint64_t count;
 905
 906     count = count_frame_header(s);
 907
 908     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 909         count += encode_residual_ch(s, ch);
 910
 911     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
 912     count += 16;                    // CRC-16
 913
 914     count >>= 3;
 915     if (count > INT_MAX)
 916         return AVERROR_BUG;
 917     return count;
 918 }
 919
 920
 921 static void remove_wasted_bits(FlacEncodeContext *s)
 922 {
 923     int ch, i;
 924
 925     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 926         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
 927         int32_t v         = 0;
 928
 929         for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++) {
 930             v |= sub->samples[i];
 931             if (v & 1)
 932                 break;
 933         }
 934
 935         if (v && !(v & 1)) {
 936             v = av_ctz(v);
 937
 938             for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++)
 939                 sub->samples[i] >>= v;
 940
 941             sub->wasted = v;
 942             sub->obits -= v;
 943
 944             /* for 24-bit, check if removing wasted bits makes the range better
 945                suited for using RICE instead of RICE2 for entropy coding */
 946             if (sub->obits <= 17)
 947                 sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
 948         }
 949     }
 950 }
 951
 952
 953 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n,
 954                                 int max_rice_param)
 955 {
 956     int i, best;
 957     int32_t lt, rt;
 958     uint64_t sum[4];
 959     uint64_t score[4];
 960     int k;
 961
 962     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
 963     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 964     for (i = 2; i < n; i++) {
 965         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
 966         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
 967         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
 968         sum[3] += FFABS(lt - rt);
 969         sum[0] += FFABS(lt);
 970         sum[1] += FFABS(rt);
 971     }
 972     /* estimate bit counts */
 973     for (i = 0; i < 4; i++) {
 974         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n, max_rice_param);
 975         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
 976     }
 977
 978     /* calculate score for each mode */
 979     score[0] = sum[0] + sum[1];
 980     score[1] = sum[0] + sum[3];
 981     score[2] = sum[1] + sum[3];
 982     score[3] = sum[2] + sum[3];
 983
 984     /* return mode with lowest score */
 985     best = 0;
 986     for (i = 1; i < 4; i++)
 987         if (score[i] < score[best])
 988             best = i;
 989
 990     return best;
 991 }
 992
 993
 994 /**
 995  * Perform stereo channel decorrelation.
 996  */
 997 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
 998 {
 999     FlacFrame *frame;
1000     int32_t *left, *right;
1001     int i, n;
1002
1003     frame = &s->frame;
1004     n     = frame->blocksize;
1005     left  = frame->subframes[0].samples;
1006     right = frame->subframes[1].samples;
1007
1008     if (s->channels != 2) {
1009         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1010         return;
1011     }
1012
1013     if (s->options.ch_mode < 0) {
1014         int max_rice_param = (1 << frame->subframes[0].rc.coding_mode) - 2;
1015         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n, max_rice_param);
1016     } else
1017         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1018
1019     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1020     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1021         return;
1022     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1023         int32_t tmp;
1024         for (i = 0; i < n; i++) {
1025             tmp      = left[i];
1026             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1027             right[i] =  tmp - right[i];
1028         }
1029         frame->subframes[1].obits++;
1030     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1031         for (i = 0; i < n; i++)
1032             right[i] = left[i] - right[i];
1033         frame->subframes[1].obits++;
1034     } else {
1035         for (i = 0; i < n; i++)
1036             left[i] -= right[i];
1037         frame->subframes[0].obits++;
1038     }
1039 }
1040
1041
1042 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1043 {
1044     uint8_t tmp;
1045     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1046 }
1047
1048
1049 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1050 {
1051     FlacFrame *frame;
1052     int crc;
1053
1054     frame = &s->frame;
1055
1056     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1057     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1058     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1059
1060     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1061         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1062     else
1063         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1064
1065     put_bits(&s->pb, 3, s->bps_code);
1066     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1067     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1068
1069     if (frame->bs_code[0] == 6)
1070         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1071     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1072         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1073
1074     if (s->sr_code[0] == 12)
1075         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1076     else if (s->sr_code[0] > 12)
1077         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1078
1079     flush_put_bits(&s->pb);
1080     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1081                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1082     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1083 }
1084
1085
1086 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1087 {
1088     int ch;
1089
1090     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1091         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1092         int i, p, porder, psize;
1093         int32_t *part_end;
1094         int32_t *res       =  sub->residual;
1095         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1096
1097         /* subframe header */
1098         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1099         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1100         put_bits(&s->pb, 1, !!sub->wasted);
1101         if (sub->wasted)
1102             put_bits(&s->pb, sub->wasted, 1);
1103
1104         /* subframe */
1105         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1106             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1107         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1108             while (res < frame_end)
1109                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1110         } else {
1111             /* warm-up samples */
1112             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1113                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1114
1115             /* LPC coefficients */
1116             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1117                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1118                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1119                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1120                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1121                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1122             }
1123
1124             /* rice-encoded block */
1125             put_bits(&s->pb, 2, sub->rc.coding_mode - 4);
1126
1127             /* partition order */
1128             porder  = sub->rc.porder;
1129             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1130             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1131
1132             /* residual */
1133             part_end  = &sub->residual[psize];
1134             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1135                 int k = sub->rc.params[p];
1136                 put_bits(&s->pb, sub->rc.coding_mode, k);
1137                 while (res < part_end)
1138                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1139                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1140             }
1141         }
1142     }
1143 }
1144
1145
1146 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1147 {
1148     int crc;
1149     flush_put_bits(&s->pb);
1150     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1151                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1152     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1153     flush_put_bits(&s->pb);
1154 }
1155
1156
1157 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1158 {
1159     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1160     write_frame_header(s);
1161     write_subframes(s);
1162     write_frame_footer(s);
1163     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1164 }
1165
1166
1167 static int update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
1168 {
1169     const uint8_t *buf;
1170     int buf_size = s->frame.blocksize * s->channels *
1171                    ((s->avctx->bits_per_raw_sample + 7) / 8);
1172
1173     if (s->avctx->bits_per_raw_sample > 16 || HAVE_BIGENDIAN) {
1174         av_fast_malloc(&s->md5_buffer, &s->md5_buffer_size, buf_size);
1175         if (!s->md5_buffer)
1176             return AVERROR(ENOMEM);
1177     }
1178
1179     if (s->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1180         buf = (const uint8_t *)samples;
1181 #if HAVE_BIGENDIAN
1182         s->bdsp.bswap16_buf((uint16_t *) s->md5_buffer,
1183                             (const uint16_t *) samples, buf_size / 2);
1184         buf = s->md5_buffer;
1185 #endif
1186     } else {
1187         int i;
1188         const int32_t *samples0 = samples;
1189         uint8_t *tmp            = s->md5_buffer;
1190
1191         for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1192             int32_t v = samples0[i] >> 8;
1193             *tmp++    = (v      ) & 0xFF;
1194             *tmp++    = (v >>  8) & 0xFF;
1195             *tmp++    = (v >> 16) & 0xFF;
1196         }
1197         buf = s->md5_buffer;
1198     }
1199     av_md5_update(s->md5ctx, buf, buf_size);
1200
1201     return 0;
1202 }
1203
1204
1205 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1206                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1207 {
1208     FlacEncodeContext *s;
1209     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1210
1211     s = avctx->priv_data;
1212
1213     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1214     if (!frame) {
1215         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1216         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1217         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1218
1219         if (avctx->side_data_only_packets && !s->flushed) {
1220             uint8_t *side_data = av_packet_new_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA,
1221                                                          avctx->extradata_size);
1222             if (!side_data)
1223                 return AVERROR(ENOMEM);
1224             memcpy(side_data, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
1225
1226             avpkt->pts = s->next_pts;
1227
1228             *got_packet_ptr = 1;
1229             s->flushed = 1;
1230         }
1231
1232         return 0;
1233     }
1234
1235     /* change max_framesize for small final frame */
1236     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1237         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1238                                                       s->channels,
1239                                                       avctx->bits_per_raw_sample);
1240     }
1241
1242     init_frame(s, frame->nb_samples);
1243
1244     copy_samples(s, frame->data[0]);
1245
1246     channel_decorrelation(s);
1247
1248     remove_wasted_bits(s);
1249
1250     frame_bytes = encode_frame(s);
1251
1252     /* Fall back on verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1253        would be if encoded uncompressed. */
1254     if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > s->max_framesize) {
1255         s->frame.verbatim_only = 1;
1256         frame_bytes = encode_frame(s);
1257         if (frame_bytes < 0) {
1258             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad frame count\n");
1259             return frame_bytes;
1260         }
1261     }
1262
1263     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, frame_bytes))) {
1264         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
1265         return ret;
1266     }
1267
1268     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1269
1270     s->frame_count++;
1271     s->sample_count += frame->nb_samples;
1272     if ((ret = update_md5_sum(s, frame->data[0])) < 0) {
1273         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error updating MD5 checksum\n");
1274         return ret;
1275     }
1276     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1277         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1278     if (out_bytes < s->min_framesize)
1279         s->min_framesize = out_bytes;
1280
1281     avpkt->pts      = frame->pts;
1282     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1283     avpkt->size     = out_bytes;
1284
1285     s->next_pts = avpkt->pts + avpkt->duration;
1286
1287     *got_packet_ptr = 1;
1288     return 0;
1289 }
1290
1291
1292 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1293 {
1294     if (avctx->priv_data) {
1295         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1296         av_freep(&s->md5ctx);
1297         av_freep(&s->md5_buffer);
1298         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1299     }
1300     av_freep(&avctx->extradata);
1301     avctx->extradata_size = 0;
1302     return 0;
1303 }
1304
1305 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1306 static const AVOption options[] = {
1307 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1308 { "lpc_type", "LPC algorithm", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_LPC_TYPE_DEFAULT }, FF_LPC_TYPE_DEFAULT, FF_LPC_TYPE_NB-1, FLAGS, "lpc_type" },
1309 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1310 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1311 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1312 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1313 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1 }, 1, INT_MAX, FLAGS },
1314 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1315 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1316 { "prediction_order_method", "Search method for selecting prediction order", offsetof(FlacEncodeContext, options.prediction_order_method), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 }, -1, ORDER_METHOD_LOG, FLAGS, "predm" },
1317 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1318 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1319 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1320 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1321 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1322 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1323 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1324 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1325 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1326 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1327 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1328 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1329 { NULL },
1330 };
1331
1332 static const AVClass flac_encoder_class = {
1333     "FLAC encoder",
1334     av_default_item_name,
1335     options,
1336     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1337 };
1338
1339 AVCodec ff_flac_encoder = {
1340     .name           = "flac",
1341     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1342     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1343     .id             = AV_CODEC_ID_FLAC,
1344     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1345     .init           = flac_encode_init,
1346     .encode2        = flac_encode_frame,
1347     .close          = flac_encode_close,
1348     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
1349     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1350                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
1351                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1352     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1353 };