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 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 #include "libavutil/crc.h"
  23 #include "libavutil/md5.h"
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "get_bits.h"
  26 #include "golomb.h"
  27 #include "lpc.h"
  28 #include "flac.h"
  29 #include "flacdata.h"
  30
  31 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  32 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  33 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  34 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  35
  36 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  37 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  38 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  39 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  40 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  41 #define MAX_RICE_PARAM     14
  42
  43 typedef struct CompressionOptions {
  44     int compression_level;
  45     int block_time_ms;
  46     enum AVLPCType lpc_type;
  47     int lpc_passes;
  48     int lpc_coeff_precision;
  49     int min_prediction_order;
  50     int max_prediction_order;
  51     int prediction_order_method;
  52     int min_partition_order;
  53     int max_partition_order;
  54 } CompressionOptions;
  55
  56 typedef struct RiceContext {
  57     int porder;
  58     int params[MAX_PARTITIONS];
  59 } RiceContext;
  60
  61 typedef struct FlacSubframe {
  62     int type;
  63     int type_code;
  64     int obits;
  65     int order;
  66     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  67     int shift;
  68     RiceContext rc;
  69     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  70     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
  71 } FlacSubframe;
  72
  73 typedef struct FlacFrame {
  74     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  75     int blocksize;
  76     int bs_code[2];
  77     uint8_t crc8;
  78     int ch_mode;
  79     int verbatim_only;
  80 } FlacFrame;
  81
  82 typedef struct FlacEncodeContext {
  83     PutBitContext pb;
  84     int channels;
  85     int samplerate;
  86     int sr_code[2];
  87     int max_blocksize;
  88     int min_framesize;
  89     int max_framesize;
  90     int max_encoded_framesize;
  91     uint32_t frame_count;
  92     uint64_t sample_count;
  93     uint8_t md5sum[16];
  94     FlacFrame frame;
  95     CompressionOptions options;
  96     AVCodecContext *avctx;
  97     LPCContext lpc_ctx;
  98     struct AVMD5 *md5ctx;
  99 } FlacEncodeContext;
 100
 101
 102 /**
 103  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 104  */
 105 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 106 {
 107     PutBitContext pb;
 108
 109     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 110     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 111
 112     /* streaminfo metadata block */
 113     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 114     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 115     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 116     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 117     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 118     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 119     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 120     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 121     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 122     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 123     flush_put_bits(&pb);
 124     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 125 }
 126
 127
 128 /**
 129  * Set blocksize based on samplerate.
 130  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 131  */
 132 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 133 {
 134     int i;
 135     int target;
 136     int blocksize;
 137
 138     assert(samplerate > 0);
 139     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 140     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 141     for (i = 0; i < 16; i++) {
 142         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 143             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 144             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 145         }
 146     }
 147     return blocksize;
 148 }
 149
 150
 151 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 152 {
 153     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 154     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 155
 156     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 157
 158     switch (opt->lpc_type) {
 159     case AV_LPC_TYPE_NONE:
 160         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 161         break;
 162     case AV_LPC_TYPE_FIXED:
 163         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 164         break;
 165     case AV_LPC_TYPE_LEVINSON:
 166         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 167         break;
 168     case AV_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 169         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 170                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 171         break;
 172     }
 173
 174     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 175            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 176
 177     switch (opt->prediction_order_method) {
 178     case ORDER_METHOD_EST:
 179         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 180         break;
 181     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 182         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 183         break;
 184     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 185         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 186         break;
 187     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 188         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 189         break;
 190     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 191         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 192         break;
 193     case ORDER_METHOD_LOG:
 194         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 195         break;
 196     }
 197
 198
 199     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 200            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 201
 202     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 203
 204     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 205            opt->lpc_coeff_precision);
 206 }
 207
 208
 209 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 210 {
 211     int freq = avctx->sample_rate;
 212     int channels = avctx->channels;
 213     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 214     int i, level, ret;
 215     uint8_t *streaminfo;
 216
 217     s->avctx = avctx;
 218
 219     if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
 220         return -1;
 221
 222     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
 223         return -1;
 224     s->channels = channels;
 225
 226     /* find samplerate in table */
 227     if (freq < 1)
 228         return -1;
 229     for (i = 4; i < 12; i++) {
 230         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
 231             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
 232             s->sr_code[0] = i;
 233             s->sr_code[1] = 0;
 234             break;
 235         }
 236     }
 237     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 238     if (i == 12) {
 239         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 240             s->sr_code[0] = 12;
 241             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 242         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 243             s->sr_code[0] = 14;
 244             s->sr_code[1] = freq / 10;
 245         } else if (freq < 65535) {
 246             s->sr_code[0] = 13;
 247             s->sr_code[1] = freq;
 248         } else {
 249             return -1;
 250         }
 251         s->samplerate = freq;
 252     }
 253
 254     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 255     if (avctx->compression_level < 0)
 256         s->options.compression_level = 5;
 257     else
 258         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 259
 260     level = s->options.compression_level;
 261     if (level > 12) {
 262         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 263                s->options.compression_level);
 264         return -1;
 265     }
 266
 267     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 268
 269     s->options.lpc_type      = ((int[]){ AV_LPC_TYPE_FIXED,    AV_LPC_TYPE_FIXED,    AV_LPC_TYPE_FIXED,
 270                                          AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON,
 271                                          AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON,
 272                                          AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON,
 273                                          AV_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 274
 275     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 276     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 277
 278     s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 279                                                    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 280                                                    ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 281                                                    ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 282                                                    ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 283
 284     s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 285     s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 286
 287     /* set compression option overrides from AVCodecContext */
 288     if (avctx->lpc_type > AV_LPC_TYPE_DEFAULT) {
 289         if (avctx->lpc_type > AV_LPC_TYPE_CHOLESKY) {
 290             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unknown lpc type: %d\n", avctx->lpc_type);
 291             return -1;
 292         }
 293         s->options.lpc_type = avctx->lpc_type;
 294         if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_CHOLESKY) {
 295             if (avctx->lpc_passes < 0) {
 296                 // default number of passes for Cholesky
 297                 s->options.lpc_passes = 2;
 298             } else if (avctx->lpc_passes == 0) {
 299                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of lpc passes: %d\n",
 300                        avctx->lpc_passes);
 301                 return -1;
 302             } else {
 303                 s->options.lpc_passes = avctx->lpc_passes;
 304             }
 305         }
 306     }
 307
 308     if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_NONE) {
 309         s->options.min_prediction_order = 0;
 310     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 311         if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_FIXED) {
 312             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 313                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 314                        avctx->min_prediction_order);
 315                 return -1;
 316             }
 317         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 318                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 319             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 320                    avctx->min_prediction_order);
 321             return -1;
 322         }
 323         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 324     }
 325     if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_NONE) {
 326         s->options.max_prediction_order = 0;
 327     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
 328         if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_FIXED) {
 329             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 330                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 331                        avctx->max_prediction_order);
 332                 return -1;
 333             }
 334         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 335                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 336             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 337                    avctx->max_prediction_order);
 338             return -1;
 339         }
 340         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 341     }
 342     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 343         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 344                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 345         return -1;
 346     }
 347
 348     if (avctx->prediction_order_method >= 0) {
 349         if (avctx->prediction_order_method > ORDER_METHOD_LOG) {
 350             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction order method: %d\n",
 351                    avctx->prediction_order_method);
 352             return -1;
 353         }
 354         s->options.prediction_order_method = avctx->prediction_order_method;
 355     }
 356
 357     if (avctx->min_partition_order >= 0) {
 358         if (avctx->min_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
 359             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min partition order: %d\n",
 360                    avctx->min_partition_order);
 361             return -1;
 362         }
 363         s->options.min_partition_order = avctx->min_partition_order;
 364     }
 365     if (avctx->max_partition_order >= 0) {
 366         if (avctx->max_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
 367             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max partition order: %d\n",
 368                    avctx->max_partition_order);
 369             return -1;
 370         }
 371         s->options.max_partition_order = avctx->max_partition_order;
 372     }
 373     if (s->options.max_partition_order < s->options.min_partition_order) {
 374         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 375                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 376         return -1;
 377     }
 378
 379     if (avctx->frame_size > 0) {
 380         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 381                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 382             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 383                    avctx->frame_size);
 384             return -1;
 385         }
 386     } else {
 387         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 388     }
 389     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 390
 391     /* set LPC precision */
 392     if (avctx->lpc_coeff_precision > 0) {
 393         if (avctx->lpc_coeff_precision > MAX_LPC_PRECISION) {
 394             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid lpc coeff precision: %d\n",
 395                    avctx->lpc_coeff_precision);
 396             return -1;
 397         }
 398         s->options.lpc_coeff_precision = avctx->lpc_coeff_precision;
 399     } else {
 400         /* default LPC precision */
 401         s->options.lpc_coeff_precision = 15;
 402     }
 403
 404     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 405     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 406                                                   s->channels, 16);
 407
 408     /* initialize MD5 context */
 409     s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
 410     if (!s->md5ctx)
 411         return AVERROR(ENOMEM);
 412     av_md5_init(s->md5ctx);
 413
 414     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 415     if (!streaminfo)
 416         return AVERROR(ENOMEM);
 417     write_streaminfo(s, streaminfo);
 418     avctx->extradata = streaminfo;
 419     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 420
 421     s->frame_count   = 0;
 422     s->min_framesize = s->max_framesize;
 423
 424     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 425     if (!avctx->coded_frame)
 426         return AVERROR(ENOMEM);
 427
 428     if (channels == 3 &&
 429             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
 430         channels == 4 &&
 431             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
 432             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
 433         channels == 5 &&
 434             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
 435             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
 436         channels == 6 &&
 437             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
 438             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
 439         if (avctx->channel_layout) {
 440             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
 441                                              "output stream will have incorrect "
 442                                              "channel layout.\n");
 443         } else {
 444             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
 445                                                "will use Flac channel layout for "
 446                                                "%d channels.\n", channels);
 447         }
 448     }
 449
 450     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 451                       s->options.max_prediction_order, AV_LPC_TYPE_LEVINSON);
 452
 453     dprint_compression_options(s);
 454
 455     return ret;
 456 }
 457
 458
 459 static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
 460 {
 461     int i, ch;
 462     FlacFrame *frame;
 463
 464     frame = &s->frame;
 465
 466     for (i = 0; i < 16; i++) {
 467         if (s->avctx->frame_size == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 468             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 469             frame->bs_code[0] = i;
 470             frame->bs_code[1] = 0;
 471             break;
 472         }
 473     }
 474     if (i == 16) {
 475         frame->blocksize = s->avctx->frame_size;
 476         if (frame->blocksize <= 256) {
 477             frame->bs_code[0] = 6;
 478             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 479         } else {
 480             frame->bs_code[0] = 7;
 481             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 482         }
 483     }
 484
 485     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 486         frame->subframes[ch].obits = 16;
 487
 488     frame->verbatim_only = 0;
 489 }
 490
 491
 492 /**
 493  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 494  */
 495 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
 496 {
 497     int i, j, ch;
 498     FlacFrame *frame;
 499
 500     frame = &s->frame;
 501     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
 502         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
 503             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 504 }
 505
 506
 507 static int rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 508 {
 509     int i;
 510     int count = 0;
 511
 512     for (i = 0; i < n; i++) {
 513         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 514         v ^= v >> 31;
 515         count += (v >> k) + 1 + k;
 516     }
 517     return count;
 518 }
 519
 520
 521 static int subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 522                                 int pred_order)
 523 {
 524     int p, porder, psize;
 525     int i, part_end;
 526     int count = 0;
 527
 528     /* subframe header */
 529     count += 8;
 530
 531     /* subframe */
 532     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 533         count += sub->obits;
 534     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 535         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 536     } else {
 537         /* warm-up samples */
 538         count += pred_order * sub->obits;
 539
 540         /* LPC coefficients */
 541         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 542             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 543
 544         /* rice-encoded block */
 545         count += 2;
 546
 547         /* partition order */
 548         porder = sub->rc.porder;
 549         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 550         count += 4;
 551
 552         /* residual */
 553         i        = pred_order;
 554         part_end = psize;
 555         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 556             int k = sub->rc.params[p];
 557             count += 4;
 558             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 559             i = part_end;
 560             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 561         }
 562     }
 563
 564     return count;
 565 }
 566
 567
 568 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 569
 570 /**
 571  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 572  */
 573 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 574 {
 575     int k;
 576     uint32_t sum2;
 577
 578     if (sum <= n >> 1)
 579         return 0;
 580     sum2 = sum - (n >> 1);
 581     k    = av_log2(n < 256 ? FASTDIV(sum2, n) : sum2 / n);
 582     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
 583 }
 584
 585
 586 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 587                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
 588 {
 589     int i;
 590     int k, cnt, part;
 591     uint32_t all_bits;
 592
 593     part     = (1 << porder);
 594     all_bits = 4 * part;
 595
 596     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 597     for (i = 0; i < part; i++) {
 598         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 599         rc->params[i] = k;
 600         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 601         cnt = n >> porder;
 602     }
 603
 604     rc->porder = porder;
 605
 606     return all_bits;
 607 }
 608
 609
 610 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 611                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 612 {
 613     int i, j;
 614     int parts;
 615     uint32_t *res, *res_end;
 616
 617     /* sums for highest level */
 618     parts   = (1 << pmax);
 619     res     = &data[pred_order];
 620     res_end = &data[n >> pmax];
 621     for (i = 0; i < parts; i++) {
 622         uint32_t sum = 0;
 623         while (res < res_end)
 624             sum += *(res++);
 625         sums[pmax][i] = sum;
 626         res_end += n >> pmax;
 627     }
 628     /* sums for lower levels */
 629     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 630         parts = (1 << i);
 631         for (j = 0; j < parts; j++)
 632             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 633     }
 634 }
 635
 636
 637 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 638                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 639 {
 640     int i;
 641     uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 642     int opt_porder;
 643     RiceContext tmp_rc;
 644     uint32_t *udata;
 645     uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
 646
 647     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 648     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 649     assert(pmin <= pmax);
 650
 651     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 652     for (i = 0; i < n; i++)
 653         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 654
 655     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 656
 657     opt_porder = pmin;
 658     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 659     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 660         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 661         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 662             opt_porder = i;
 663             *rc = tmp_rc;
 664         }
 665     }
 666
 667     av_freep(&udata);
 668     return bits[opt_porder];
 669 }
 670
 671
 672 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 673 {
 674     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 675     if (order > 0)
 676         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 677     return porder;
 678 }
 679
 680
 681 static uint32_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 682                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 683 {
 684     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 685                                s->frame.blocksize, pred_order);
 686     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 687                                s->frame.blocksize, pred_order);
 688
 689     uint32_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
 690     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 691         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 692     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 693                              s->frame.blocksize, pred_order);
 694     return bits;
 695 }
 696
 697
 698 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 699                                   int order)
 700 {
 701     int i;
 702
 703     for (i = 0; i < order; i++)
 704         res[i] = smp[i];
 705
 706     if (order == 0) {
 707         for (i = order; i < n; i++)
 708             res[i] = smp[i];
 709     } else if (order == 1) {
 710         for (i = order; i < n; i++)
 711             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 712     } else if (order == 2) {
 713         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 714         for (i = order; i < n; i += 2) {
 715             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 716             res[i]   = b - a;
 717             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 718             res[i+1] = a - b;
 719         }
 720     } else if (order == 3) {
 721         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 722         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 723         for (i = order; i < n; i += 2) {
 724             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 725             int d    = b - a;
 726             res[i]   = d - c;
 727             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 728             c        = a - b;
 729             res[i+1] = c - d;
 730         }
 731     } else {
 732         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 733         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 734         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 735         for (i = order; i < n; i += 2) {
 736             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 737             int d    = b - a;
 738             int f    = d - c;
 739             res[i  ] = f - e;
 740             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 741             c        = a - b;
 742             e        = c - d;
 743             res[i+1] = e - f;
 744         }
 745     }
 746 }
 747
 748
 749 #define LPC1(x) {\
 750     int c = coefs[(x)-1];\
 751     p0   += c * s;\
 752     s     = smp[i-(x)+1];\
 753     p1   += c * s;\
 754 }
 755
 756 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
 757                                     const int32_t *smp, int n, int order,
 758                                     const int32_t *coefs, int shift, int big)
 759 {
 760     int i;
 761     for (i = order; i < n; i += 2) {
 762         int s  = smp[i-order];
 763         int p0 = 0, p1 = 0;
 764         if (big) {
 765             switch (order) {
 766             case 32: LPC1(32)
 767             case 31: LPC1(31)
 768             case 30: LPC1(30)
 769             case 29: LPC1(29)
 770             case 28: LPC1(28)
 771             case 27: LPC1(27)
 772             case 26: LPC1(26)
 773             case 25: LPC1(25)
 774             case 24: LPC1(24)
 775             case 23: LPC1(23)
 776             case 22: LPC1(22)
 777             case 21: LPC1(21)
 778             case 20: LPC1(20)
 779             case 19: LPC1(19)
 780             case 18: LPC1(18)
 781             case 17: LPC1(17)
 782             case 16: LPC1(16)
 783             case 15: LPC1(15)
 784             case 14: LPC1(14)
 785             case 13: LPC1(13)
 786             case 12: LPC1(12)
 787             case 11: LPC1(11)
 788             case 10: LPC1(10)
 789             case  9: LPC1( 9)
 790                      LPC1( 8)
 791                      LPC1( 7)
 792                      LPC1( 6)
 793                      LPC1( 5)
 794                      LPC1( 4)
 795                      LPC1( 3)
 796                      LPC1( 2)
 797                      LPC1( 1)
 798             }
 799         } else {
 800             switch (order) {
 801             case  8: LPC1( 8)
 802             case  7: LPC1( 7)
 803             case  6: LPC1( 6)
 804             case  5: LPC1( 5)
 805             case  4: LPC1( 4)
 806             case  3: LPC1( 3)
 807             case  2: LPC1( 2)
 808             case  1: LPC1( 1)
 809             }
 810         }
 811         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 812         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 813     }
 814 }
 815
 816
 817 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 818                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
 819 {
 820     int i;
 821     for (i = 0; i < order; i++)
 822         res[i] = smp[i];
 823 #if CONFIG_SMALL
 824     for (i = order; i < n; i += 2) {
 825         int j;
 826         int s  = smp[i];
 827         int p0 = 0, p1 = 0;
 828         for (j = 0; j < order; j++) {
 829             int c = coefs[j];
 830             p1   += c * s;
 831             s     = smp[i-j-1];
 832             p0   += c * s;
 833         }
 834         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 835         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 836     }
 837 #else
 838     switch (order) {
 839     case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
 840     case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
 841     case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
 842     case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
 843     case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
 844     case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
 845     case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
 846     case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
 847     default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
 848     }
 849 #endif
 850 }
 851
 852
 853 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 854 {
 855     int i, n;
 856     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 857     FlacFrame *frame;
 858     FlacSubframe *sub;
 859     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 860     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 861     int32_t *res, *smp;
 862
 863     frame = &s->frame;
 864     sub   = &frame->subframes[ch];
 865     res   = sub->residual;
 866     smp   = sub->samples;
 867     n     = frame->blocksize;
 868
 869     /* CONSTANT */
 870     for (i = 1; i < n; i++)
 871         if(smp[i] != smp[0])
 872             break;
 873     if (i == n) {
 874         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 875         res[0] = smp[0];
 876         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 877     }
 878
 879     /* VERBATIM */
 880     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 881         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 882         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 883         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 884     }
 885
 886     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 887     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 888     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 889
 890     /* FIXED */
 891     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 892     if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_NONE  ||
 893         s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 894         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 895         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 896             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 897         opt_order = 0;
 898         bits[0]   = UINT32_MAX;
 899         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 900             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 901             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 902             if (bits[i] < bits[opt_order])
 903                 opt_order = i;
 904         }
 905         sub->order     = opt_order;
 906         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 907         if (sub->order != max_order) {
 908             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 909             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 910         }
 911         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 912     }
 913
 914     /* LPC */
 915     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 916     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 917                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 918                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 919                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 920
 921     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 922         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 923         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 924         int levels = 1 << omethod;
 925         uint32_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 926         int order;
 927         int opt_index   = levels-1;
 928         opt_order       = max_order-1;
 929         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 930         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 931             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 932             if (order < 0)
 933                 order = 0;
 934             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
 935             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 936             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 937                 opt_index = i;
 938                 opt_order = order;
 939             }
 940         }
 941         opt_order++;
 942     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 943         // brute-force optimal order search
 944         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 945         opt_order = 0;
 946         bits[0]   = UINT32_MAX;
 947         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 948             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 949             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 950             if (bits[i] < bits[opt_order])
 951                 opt_order = i;
 952         }
 953         opt_order++;
 954     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 955         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 956         int step;
 957
 958         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 959         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 960
 961         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 962             int last = opt_order;
 963             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 964                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 965                     continue;
 966                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 967                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 968                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 969                     opt_order = i;
 970             }
 971         }
 972         opt_order++;
 973     }
 974
 975     sub->order     = opt_order;
 976     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 977     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 978     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 979         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 980
 981     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 982
 983     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 984
 985     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 986 }
 987
 988
 989 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 990 {
 991     uint8_t tmp;
 992     int count;
 993
 994     /*
 995     <14> Sync code
 996     <1>  Reserved
 997     <1>  Blocking strategy
 998     <4>  Block size in inter-channel samples
 999     <4>  Sample rate
1000     <4>  Channel assignment
1001     <3>  Sample size in bits
1002     <1>  Reserved
1003     */
1004     count = 32;
1005
1006     /* coded frame number */
1007     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
1008
1009     /* explicit block size */
1010     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
1011         count += 8;
1012     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
1013         count += 16;
1014
1015     /* explicit sample rate */
1016     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
1017
1018     /* frame header CRC-8 */
1019     count += 8;
1020
1021     return count;
1022 }
1023
1024
1025 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
1026 {
1027     int ch, count;
1028
1029     count = count_frame_header(s);
1030
1031     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1032         count += encode_residual_ch(s, ch);
1033
1034     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
1035     count += 16;                    // CRC-16
1036
1037     return count >> 3;
1038 }
1039
1040
1041 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
1042 {
1043     int i, best;
1044     int32_t lt, rt;
1045     uint64_t sum[4];
1046     uint64_t score[4];
1047     int k;
1048
1049     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
1050     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1051     for (i = 2; i < n; i++) {
1052         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
1053         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1054         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
1055         sum[3] += FFABS(lt - rt);
1056         sum[0] += FFABS(lt);
1057         sum[1] += FFABS(rt);
1058     }
1059     /* estimate bit counts */
1060     for (i = 0; i < 4; i++) {
1061         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
1062         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1063     }
1064
1065     /* calculate score for each mode */
1066     score[0] = sum[0] + sum[1];
1067     score[1] = sum[0] + sum[3];
1068     score[2] = sum[1] + sum[3];
1069     score[3] = sum[2] + sum[3];
1070
1071     /* return mode with lowest score */
1072     best = 0;
1073     for (i = 1; i < 4; i++)
1074         if (score[i] < score[best])
1075             best = i;
1076     if (best == 0) {
1077         return FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1078     } else if (best == 1) {
1079         return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
1080     } else if (best == 2) {
1081         return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
1082     } else {
1083         return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
1084     }
1085 }
1086
1087
1088 /**
1089  * Perform stereo channel decorrelation.
1090  */
1091 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1092 {
1093     FlacFrame *frame;
1094     int32_t *left, *right;
1095     int i, n;
1096
1097     frame = &s->frame;
1098     n     = frame->blocksize;
1099     left  = frame->subframes[0].samples;
1100     right = frame->subframes[1].samples;
1101
1102     if (s->channels != 2) {
1103         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1104         return;
1105     }
1106
1107     frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1108
1109     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1110     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1111         return;
1112     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1113         int32_t tmp;
1114         for (i = 0; i < n; i++) {
1115             tmp      = left[i];
1116             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1117             right[i] =  tmp - right[i];
1118         }
1119         frame->subframes[1].obits++;
1120     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1121         for (i = 0; i < n; i++)
1122             right[i] = left[i] - right[i];
1123         frame->subframes[1].obits++;
1124     } else {
1125         for (i = 0; i < n; i++)
1126             left[i] -= right[i];
1127         frame->subframes[0].obits++;
1128     }
1129 }
1130
1131
1132 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1133 {
1134     uint8_t tmp;
1135     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1136 }
1137
1138
1139 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1140 {
1141     FlacFrame *frame;
1142     int crc;
1143
1144     frame = &s->frame;
1145
1146     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1147     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1148     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1149
1150     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1151         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1152     else
1153         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
1154
1155     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1156     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1157     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1158
1159     if (frame->bs_code[0] == 6)
1160         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1161     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1162         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1163
1164     if (s->sr_code[0] == 12)
1165         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1166     else if (s->sr_code[0] > 12)
1167         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1168
1169     flush_put_bits(&s->pb);
1170     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1171                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1172     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1173 }
1174
1175
1176 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1177 {
1178     int ch;
1179
1180     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1181         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1182         int i, p, porder, psize;
1183         int32_t *part_end;
1184         int32_t *res       =  sub->residual;
1185         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1186
1187         /* subframe header */
1188         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1189         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1190         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1191
1192         /* subframe */
1193         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1194             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1195         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1196             while (res < frame_end)
1197                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1198         } else {
1199             /* warm-up samples */
1200             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1201                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1202
1203             /* LPC coefficients */
1204             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1205                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1206                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1207                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1208                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1209                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1210             }
1211
1212             /* rice-encoded block */
1213             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1214
1215             /* partition order */
1216             porder  = sub->rc.porder;
1217             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1218             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1219
1220             /* residual */
1221             part_end  = &sub->residual[psize];
1222             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1223                 int k = sub->rc.params[p];
1224                 put_bits(&s->pb, 4, k);
1225                 while (res < part_end)
1226                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1227                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1228             }
1229         }
1230     }
1231 }
1232
1233
1234 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1235 {
1236     int crc;
1237     flush_put_bits(&s->pb);
1238     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1239                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1240     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1241     flush_put_bits(&s->pb);
1242 }
1243
1244
1245 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, uint8_t *frame, int buf_size)
1246 {
1247     init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
1248     write_frame_header(s);
1249     write_subframes(s);
1250     write_frame_footer(s);
1251     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1252 }
1253
1254
1255 static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
1256 {
1257 #if HAVE_BIGENDIAN
1258     int i;
1259     for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1260         int16_t smp = av_le2ne16(samples[i]);
1261         av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
1262     }
1263 #else
1264     av_md5_update(s->md5ctx, (const uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
1265 #endif
1266 }
1267
1268
1269 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *frame,
1270                              int buf_size, void *data)
1271 {
1272     FlacEncodeContext *s;
1273     const int16_t *samples = data;
1274     int frame_bytes, out_bytes;
1275
1276     s = avctx->priv_data;
1277
1278     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1279     if (!data) {
1280         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1281         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1282         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1283         return 0;
1284     }
1285
1286     /* change max_framesize for small final frame */
1287     if (avctx->frame_size < s->frame.blocksize) {
1288         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(avctx->frame_size,
1289                                                       s->channels, 16);
1290     }
1291
1292     init_frame(s);
1293
1294     copy_samples(s, samples);
1295
1296     channel_decorrelation(s);
1297
1298     frame_bytes = encode_frame(s);
1299
1300     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1301        would be if encoded uncompressed. */
1302     if (frame_bytes > s->max_framesize) {
1303         s->frame.verbatim_only = 1;
1304         frame_bytes = encode_frame(s);
1305     }
1306
1307     if (buf_size < frame_bytes) {
1308         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "output buffer too small\n");
1309         return 0;
1310     }
1311     out_bytes = write_frame(s, frame, buf_size);
1312
1313     s->frame_count++;
1314     avctx->coded_frame->pts = s->sample_count;
1315     s->sample_count += avctx->frame_size;
1316     update_md5_sum(s, samples);
1317     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1318         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1319     if (out_bytes < s->min_framesize)
1320         s->min_framesize = out_bytes;
1321
1322     return out_bytes;
1323 }
1324
1325
1326 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1327 {
1328     if (avctx->priv_data) {
1329         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1330         av_freep(&s->md5ctx);
1331         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1332     }
1333     av_freep(&avctx->extradata);
1334     avctx->extradata_size = 0;
1335     av_freep(&avctx->coded_frame);
1336     return 0;
1337 }
1338
1339
1340 AVCodec ff_flac_encoder = {
1341     "flac",
1342     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1343     CODEC_ID_FLAC,
1344     sizeof(FlacEncodeContext),
1345     flac_encode_init,
1346     flac_encode_frame,
1347     flac_encode_close,
1348     NULL,
1349     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
1350     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
1351     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1352 };