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