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