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/avassert.h"
  23 #include "libavutil/crc.h"
  24 #include "libavutil/md5.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "get_bits.h"
  28 #include "golomb.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "lpc.h"
  31 #include "flac.h"
  32 #include "flacdata.h"
  33
  34 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  35 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  36 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  37 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  38
  39 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  40 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  41 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  42 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  43 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  44 #define MAX_RICE_PARAM     14
  45
  46 typedef struct CompressionOptions {
  47     int compression_level;
  48     int block_time_ms;
  49     enum FFLPCType lpc_type;
  50     int lpc_passes;
  51     int lpc_coeff_precision;
  52     int min_prediction_order;
  53     int max_prediction_order;
  54     int prediction_order_method;
  55     int min_partition_order;
  56     int max_partition_order;
  57     int ch_mode;
  58 } CompressionOptions;
  59
  60 typedef struct RiceContext {
  61     int porder;
  62     int params[MAX_PARTITIONS];
  63 } RiceContext;
  64
  65 typedef struct FlacSubframe {
  66     int type;
  67     int type_code;
  68     int obits;
  69     int order;
  70     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  71     int shift;
  72     RiceContext rc;
  73     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  74     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
  75 } FlacSubframe;
  76
  77 typedef struct FlacFrame {
  78     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  79     int blocksize;
  80     int bs_code[2];
  81     uint8_t crc8;
  82     int ch_mode;
  83     int verbatim_only;
  84 } FlacFrame;
  85
  86 typedef struct FlacEncodeContext {
  87     AVClass *class;
  88     PutBitContext pb;
  89     int channels;
  90     int samplerate;
  91     int sr_code[2];
  92     int max_blocksize;
  93     int min_framesize;
  94     int max_framesize;
  95     int max_encoded_framesize;
  96     uint32_t frame_count;
  97     uint64_t sample_count;
  98     uint8_t md5sum[16];
  99     FlacFrame frame;
 100     CompressionOptions options;
 101     AVCodecContext *avctx;
 102     LPCContext lpc_ctx;
 103     struct AVMD5 *md5ctx;
 104 } FlacEncodeContext;
 105
 106
 107 /**
 108  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 109  */
 110 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 111 {
 112     PutBitContext pb;
 113
 114     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 115     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 116
 117     /* streaminfo metadata block */
 118     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 119     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 120     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 121     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 122     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 123     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 124     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 125     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 126     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 127     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 128     flush_put_bits(&pb);
 129     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 130 }
 131
 132
 133 /**
 134  * Set blocksize based on samplerate.
 135  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 136  */
 137 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 138 {
 139     int i;
 140     int target;
 141     int blocksize;
 142
 143     av_assert0(samplerate > 0);
 144     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 145     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 146     for (i = 0; i < 16; i++) {
 147         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 148             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 149             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 150         }
 151     }
 152     return blocksize;
 153 }
 154
 155
 156 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 157 {
 158     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 159     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 160
 161     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 162
 163     switch (opt->lpc_type) {
 164     case FF_LPC_TYPE_NONE:
 165         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 166         break;
 167     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
 168         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 169         break;
 170     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
 171         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 172         break;
 173     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 174         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 175                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 176         break;
 177     }
 178
 179     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 180            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 181
 182     switch (opt->prediction_order_method) {
 183     case ORDER_METHOD_EST:
 184         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 185         break;
 186     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 187         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 188         break;
 189     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 190         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 191         break;
 192     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 193         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 194         break;
 195     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 196         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 197         break;
 198     case ORDER_METHOD_LOG:
 199         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 200         break;
 201     }
 202
 203
 204     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 205            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 206
 207     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 208
 209     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 210            opt->lpc_coeff_precision);
 211 }
 212
 213
 214 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 215 {
 216     int freq = avctx->sample_rate;
 217     int channels = avctx->channels;
 218     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 219     int i, level, ret;
 220     uint8_t *streaminfo;
 221
 222     s->avctx = avctx;
 223
 224     if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
 225         return -1;
 226
 227     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
 228         return -1;
 229     s->channels = channels;
 230
 231     /* find samplerate in table */
 232     if (freq < 1)
 233         return -1;
 234     for (i = 4; i < 12; i++) {
 235         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
 236             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
 237             s->sr_code[0] = i;
 238             s->sr_code[1] = 0;
 239             break;
 240         }
 241     }
 242     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 243     if (i == 12) {
 244         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 245             s->sr_code[0] = 12;
 246             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 247         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 248             s->sr_code[0] = 14;
 249             s->sr_code[1] = freq / 10;
 250         } else if (freq < 65535) {
 251             s->sr_code[0] = 13;
 252             s->sr_code[1] = freq;
 253         } else {
 254             return -1;
 255         }
 256         s->samplerate = freq;
 257     }
 258
 259     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 260     if (avctx->compression_level < 0)
 261         s->options.compression_level = 5;
 262     else
 263         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 264
 265     level = s->options.compression_level;
 266     if (level > 12) {
 267         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 268                s->options.compression_level);
 269         return -1;
 270     }
 271
 272     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 273
 274     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
 275         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
 276                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 277                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 278                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 279                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 280
 281     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 282     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 283
 284     if (s->options.prediction_order_method < 0)
 285         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 286                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 287                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 288                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 289                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 290
 291     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
 292         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 293                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 294         return AVERROR(EINVAL);
 295     }
 296     if (s->options.min_partition_order < 0)
 297         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 298     if (s->options.max_partition_order < 0)
 299         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 300
 301     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 302         s->options.min_prediction_order = 0;
 303     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 304         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 305             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 306                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 307                        avctx->min_prediction_order);
 308                 return -1;
 309             }
 310         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 311                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 312             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 313                    avctx->min_prediction_order);
 314             return -1;
 315         }
 316         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 317     }
 318     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 319         s->options.max_prediction_order = 0;
 320     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
 321         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 322             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 323                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 324                        avctx->max_prediction_order);
 325                 return -1;
 326             }
 327         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 328                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 329             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 330                    avctx->max_prediction_order);
 331             return -1;
 332         }
 333         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 334     }
 335     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 336         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 337                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 338         return -1;
 339     }
 340
 341     if (avctx->frame_size > 0) {
 342         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 343                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 344             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 345                    avctx->frame_size);
 346             return -1;
 347         }
 348     } else {
 349         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 350     }
 351     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 352
 353     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 354     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 355                                                   s->channels, 16);
 356
 357     /* initialize MD5 context */
 358     s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
 359     if (!s->md5ctx)
 360         return AVERROR(ENOMEM);
 361     av_md5_init(s->md5ctx);
 362
 363     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 364     if (!streaminfo)
 365         return AVERROR(ENOMEM);
 366     write_streaminfo(s, streaminfo);
 367     avctx->extradata = streaminfo;
 368     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 369
 370     s->frame_count   = 0;
 371     s->min_framesize = s->max_framesize;
 372
 373 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 374     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 375     if (!avctx->coded_frame)
 376         return AVERROR(ENOMEM);
 377 #endif
 378
 379     if (channels == 3 &&
 380             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
 381         channels == 4 &&
 382             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
 383             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
 384         channels == 5 &&
 385             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
 386             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
 387         channels == 6 &&
 388             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
 389             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
 390         if (avctx->channel_layout) {
 391             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
 392                                              "output stream will have incorrect "
 393                                              "channel layout.\n");
 394         } else {
 395             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
 396                                                "will use Flac channel layout for "
 397                                                "%d channels.\n", channels);
 398         }
 399     }
 400
 401     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 402                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 403
 404     dprint_compression_options(s);
 405
 406     return ret;
 407 }
 408
 409
 410 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
 411 {
 412     int i, ch;
 413     FlacFrame *frame;
 414
 415     frame = &s->frame;
 416
 417     for (i = 0; i < 16; i++) {
 418         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 419             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 420             frame->bs_code[0] = i;
 421             frame->bs_code[1] = 0;
 422             break;
 423         }
 424     }
 425     if (i == 16) {
 426         frame->blocksize = nb_samples;
 427         if (frame->blocksize <= 256) {
 428             frame->bs_code[0] = 6;
 429             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 430         } else {
 431             frame->bs_code[0] = 7;
 432             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 433         }
 434     }
 435
 436     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 437         frame->subframes[ch].obits = 16;
 438
 439     frame->verbatim_only = 0;
 440 }
 441
 442
 443 /**
 444  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 445  */
 446 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
 447 {
 448     int i, j, ch;
 449     FlacFrame *frame;
 450
 451     frame = &s->frame;
 452     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
 453         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
 454             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 455 }
 456
 457
 458 static int rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 459 {
 460     int i;
 461     int count = 0;
 462
 463     for (i = 0; i < n; i++) {
 464         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 465         v ^= v >> 31;
 466         count += (v >> k) + 1 + k;
 467     }
 468     return count;
 469 }
 470
 471
 472 static int subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 473                                 int pred_order)
 474 {
 475     int p, porder, psize;
 476     int i, part_end;
 477     int count = 0;
 478
 479     /* subframe header */
 480     count += 8;
 481
 482     /* subframe */
 483     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 484         count += sub->obits;
 485     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 486         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 487     } else {
 488         /* warm-up samples */
 489         count += pred_order * sub->obits;
 490
 491         /* LPC coefficients */
 492         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 493             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 494
 495         /* rice-encoded block */
 496         count += 2;
 497
 498         /* partition order */
 499         porder = sub->rc.porder;
 500         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 501         count += 4;
 502
 503         /* residual */
 504         i        = pred_order;
 505         part_end = psize;
 506         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 507             int k = sub->rc.params[p];
 508             count += 4;
 509             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 510             i = part_end;
 511             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 512         }
 513     }
 514
 515     return count;
 516 }
 517
 518
 519 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 520
 521 /**
 522  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 523  */
 524 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 525 {
 526     int k;
 527     uint32_t sum2;
 528
 529     if (sum <= n >> 1)
 530         return 0;
 531     sum2 = sum - (n >> 1);
 532     k    = av_log2(n < 256 ? FASTDIV(sum2, n) : sum2 / n);
 533     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
 534 }
 535
 536
 537 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 538                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
 539 {
 540     int i;
 541     int k, cnt, part;
 542     uint32_t all_bits;
 543
 544     part     = (1 << porder);
 545     all_bits = 4 * part;
 546
 547     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 548     for (i = 0; i < part; i++) {
 549         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 550         rc->params[i] = k;
 551         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 552         cnt = n >> porder;
 553     }
 554
 555     rc->porder = porder;
 556
 557     return all_bits;
 558 }
 559
 560
 561 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 562                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 563 {
 564     int i, j;
 565     int parts;
 566     uint32_t *res, *res_end;
 567
 568     /* sums for highest level */
 569     parts   = (1 << pmax);
 570     res     = &data[pred_order];
 571     res_end = &data[n >> pmax];
 572     for (i = 0; i < parts; i++) {
 573         uint32_t sum = 0;
 574         while (res < res_end)
 575             sum += *(res++);
 576         sums[pmax][i] = sum;
 577         res_end += n >> pmax;
 578     }
 579     /* sums for lower levels */
 580     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 581         parts = (1 << i);
 582         for (j = 0; j < parts; j++)
 583             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 584     }
 585 }
 586
 587
 588 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 589                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 590 {
 591     int i;
 592     uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 593     int opt_porder;
 594     RiceContext tmp_rc;
 595     uint32_t *udata;
 596     uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
 597
 598     av_assert1(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 599     av_assert1(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 600     av_assert1(pmin <= pmax);
 601
 602     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 603     for (i = 0; i < n; i++)
 604         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 605
 606     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 607
 608     opt_porder = pmin;
 609     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 610     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 611         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 612         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 613             opt_porder = i;
 614             *rc = tmp_rc;
 615         }
 616     }
 617
 618     av_freep(&udata);
 619     return bits[opt_porder];
 620 }
 621
 622
 623 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 624 {
 625     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 626     if (order > 0)
 627         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 628     return porder;
 629 }
 630
 631
 632 static uint32_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 633                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 634 {
 635     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 636                                s->frame.blocksize, pred_order);
 637     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 638                                s->frame.blocksize, pred_order);
 639
 640     uint32_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
 641     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 642         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 643     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 644                              s->frame.blocksize, pred_order);
 645     return bits;
 646 }
 647
 648
 649 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 650                                   int order)
 651 {
 652     int i;
 653
 654     for (i = 0; i < order; i++)
 655         res[i] = smp[i];
 656
 657     if (order == 0) {
 658         for (i = order; i < n; i++)
 659             res[i] = smp[i];
 660     } else if (order == 1) {
 661         for (i = order; i < n; i++)
 662             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 663     } else if (order == 2) {
 664         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 665         for (i = order; i < n; i += 2) {
 666             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 667             res[i]   = b - a;
 668             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 669             res[i+1] = a - b;
 670         }
 671     } else if (order == 3) {
 672         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 673         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 674         for (i = order; i < n; i += 2) {
 675             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 676             int d    = b - a;
 677             res[i]   = d - c;
 678             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 679             c        = a - b;
 680             res[i+1] = c - d;
 681         }
 682     } else {
 683         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 684         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 685         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 686         for (i = order; i < n; i += 2) {
 687             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 688             int d    = b - a;
 689             int f    = d - c;
 690             res[i  ] = f - e;
 691             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 692             c        = a - b;
 693             e        = c - d;
 694             res[i+1] = e - f;
 695         }
 696     }
 697 }
 698
 699
 700 #define LPC1(x) {\
 701     int c = coefs[(x)-1];\
 702     p0   += c * s;\
 703     s     = smp[i-(x)+1];\
 704     p1   += c * s;\
 705 }
 706
 707 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
 708                                     const int32_t *smp, int n, int order,
 709                                     const int32_t *coefs, int shift, int big)
 710 {
 711     int i;
 712     for (i = order; i < n; i += 2) {
 713         int s  = smp[i-order];
 714         int p0 = 0, p1 = 0;
 715         if (big) {
 716             switch (order) {
 717             case 32: LPC1(32)
 718             case 31: LPC1(31)
 719             case 30: LPC1(30)
 720             case 29: LPC1(29)
 721             case 28: LPC1(28)
 722             case 27: LPC1(27)
 723             case 26: LPC1(26)
 724             case 25: LPC1(25)
 725             case 24: LPC1(24)
 726             case 23: LPC1(23)
 727             case 22: LPC1(22)
 728             case 21: LPC1(21)
 729             case 20: LPC1(20)
 730             case 19: LPC1(19)
 731             case 18: LPC1(18)
 732             case 17: LPC1(17)
 733             case 16: LPC1(16)
 734             case 15: LPC1(15)
 735             case 14: LPC1(14)
 736             case 13: LPC1(13)
 737             case 12: LPC1(12)
 738             case 11: LPC1(11)
 739             case 10: LPC1(10)
 740             case  9: LPC1( 9)
 741                      LPC1( 8)
 742                      LPC1( 7)
 743                      LPC1( 6)
 744                      LPC1( 5)
 745                      LPC1( 4)
 746                      LPC1( 3)
 747                      LPC1( 2)
 748                      LPC1( 1)
 749             }
 750         } else {
 751             switch (order) {
 752             case  8: LPC1( 8)
 753             case  7: LPC1( 7)
 754             case  6: LPC1( 6)
 755             case  5: LPC1( 5)
 756             case  4: LPC1( 4)
 757             case  3: LPC1( 3)
 758             case  2: LPC1( 2)
 759             case  1: LPC1( 1)
 760             }
 761         }
 762         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 763         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 764     }
 765 }
 766
 767
 768 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 769                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
 770 {
 771     int i;
 772     for (i = 0; i < order; i++)
 773         res[i] = smp[i];
 774 #if CONFIG_SMALL
 775     for (i = order; i < n; i += 2) {
 776         int j;
 777         int s  = smp[i];
 778         int p0 = 0, p1 = 0;
 779         for (j = 0; j < order; j++) {
 780             int c = coefs[j];
 781             p1   += c * s;
 782             s     = smp[i-j-1];
 783             p0   += c * s;
 784         }
 785         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 786         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 787     }
 788 #else
 789     switch (order) {
 790     case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
 791     case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
 792     case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
 793     case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
 794     case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
 795     case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
 796     case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
 797     case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
 798     default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
 799     }
 800 #endif
 801 }
 802
 803
 804 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 805 {
 806     int i, n;
 807     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 808     FlacFrame *frame;
 809     FlacSubframe *sub;
 810     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 811     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 812     int32_t *res, *smp;
 813
 814     frame = &s->frame;
 815     sub   = &frame->subframes[ch];
 816     res   = sub->residual;
 817     smp   = sub->samples;
 818     n     = frame->blocksize;
 819
 820     /* CONSTANT */
 821     for (i = 1; i < n; i++)
 822         if(smp[i] != smp[0])
 823             break;
 824     if (i == n) {
 825         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 826         res[0] = smp[0];
 827         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 828     }
 829
 830     /* VERBATIM */
 831     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 832         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 833         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 834         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 835     }
 836
 837     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 838     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 839     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 840
 841     /* FIXED */
 842     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 843     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
 844         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 845         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 846         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 847             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 848         opt_order = 0;
 849         bits[0]   = UINT32_MAX;
 850         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 851             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 852             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 853             if (bits[i] < bits[opt_order])
 854                 opt_order = i;
 855         }
 856         sub->order     = opt_order;
 857         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 858         if (sub->order != max_order) {
 859             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 860             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 861         }
 862         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 863     }
 864
 865     /* LPC */
 866     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 867     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 868                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 869                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 870                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 871
 872     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 873         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 874         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 875         int levels = 1 << omethod;
 876         uint32_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 877         int order;
 878         int opt_index   = levels-1;
 879         opt_order       = max_order-1;
 880         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 881         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 882             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 883             if (order < 0)
 884                 order = 0;
 885             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
 886             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 887             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 888                 opt_index = i;
 889                 opt_order = order;
 890             }
 891         }
 892         opt_order++;
 893     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 894         // brute-force optimal order search
 895         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 896         opt_order = 0;
 897         bits[0]   = UINT32_MAX;
 898         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 899             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 900             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 901             if (bits[i] < bits[opt_order])
 902                 opt_order = i;
 903         }
 904         opt_order++;
 905     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 906         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 907         int step;
 908
 909         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 910         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 911
 912         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 913             int last = opt_order;
 914             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 915                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 916                     continue;
 917                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 918                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 919                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 920                     opt_order = i;
 921             }
 922         }
 923         opt_order++;
 924     }
 925
 926     sub->order     = opt_order;
 927     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 928     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 929     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 930         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 931
 932     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 933
 934     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 935
 936     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 937 }
 938
 939
 940 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 941 {
 942     uint8_t av_unused tmp;
 943     int count;
 944
 945     /*
 946     <14> Sync code
 947     <1>  Reserved
 948     <1>  Blocking strategy
 949     <4>  Block size in inter-channel samples
 950     <4>  Sample rate
 951     <4>  Channel assignment
 952     <3>  Sample size in bits
 953     <1>  Reserved
 954     */
 955     count = 32;
 956
 957     /* coded frame number */
 958     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
 959
 960     /* explicit block size */
 961     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
 962         count += 8;
 963     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
 964         count += 16;
 965
 966     /* explicit sample rate */
 967     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
 968
 969     /* frame header CRC-8 */
 970     count += 8;
 971
 972     return count;
 973 }
 974
 975
 976 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 977 {
 978     int ch, count;
 979
 980     count = count_frame_header(s);
 981
 982     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 983         count += encode_residual_ch(s, ch);
 984
 985     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
 986     count += 16;                    // CRC-16
 987
 988     return count >> 3;
 989 }
 990
 991
 992 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
 993 {
 994     int i, best;
 995     int32_t lt, rt;
 996     uint64_t sum[4];
 997     uint64_t score[4];
 998     int k;
 999
1000     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
1001     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1002     for (i = 2; i < n; i++) {
1003         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
1004         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1005         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
1006         sum[3] += FFABS(lt - rt);
1007         sum[0] += FFABS(lt);
1008         sum[1] += FFABS(rt);
1009     }
1010     /* estimate bit counts */
1011     for (i = 0; i < 4; i++) {
1012         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
1013         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1014     }
1015
1016     /* calculate score for each mode */
1017     score[0] = sum[0] + sum[1];
1018     score[1] = sum[0] + sum[3];
1019     score[2] = sum[1] + sum[3];
1020     score[3] = sum[2] + sum[3];
1021
1022     /* return mode with lowest score */
1023     best = 0;
1024     for (i = 1; i < 4; i++)
1025         if (score[i] < score[best])
1026             best = i;
1027
1028     return best;
1029 }
1030
1031
1032 /**
1033  * Perform stereo channel decorrelation.
1034  */
1035 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1036 {
1037     FlacFrame *frame;
1038     int32_t *left, *right;
1039     int i, n;
1040
1041     frame = &s->frame;
1042     n     = frame->blocksize;
1043     left  = frame->subframes[0].samples;
1044     right = frame->subframes[1].samples;
1045
1046     if (s->channels != 2) {
1047         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1048         return;
1049     }
1050
1051     if (s->options.ch_mode < 0)
1052         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1053     else
1054         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1055
1056     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1057     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1058         return;
1059     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1060         int32_t tmp;
1061         for (i = 0; i < n; i++) {
1062             tmp      = left[i];
1063             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1064             right[i] =  tmp - right[i];
1065         }
1066         frame->subframes[1].obits++;
1067     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1068         for (i = 0; i < n; i++)
1069             right[i] = left[i] - right[i];
1070         frame->subframes[1].obits++;
1071     } else {
1072         for (i = 0; i < n; i++)
1073             left[i] -= right[i];
1074         frame->subframes[0].obits++;
1075     }
1076 }
1077
1078
1079 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1080 {
1081     uint8_t tmp;
1082     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1083 }
1084
1085
1086 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1087 {
1088     FlacFrame *frame;
1089     int crc;
1090
1091     frame = &s->frame;
1092
1093     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1094     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1095     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1096
1097     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1098         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1099     else
1100         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1101
1102     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1103     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1104     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1105
1106     if (frame->bs_code[0] == 6)
1107         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1108     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1109         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1110
1111     if (s->sr_code[0] == 12)
1112         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1113     else if (s->sr_code[0] > 12)
1114         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1115
1116     flush_put_bits(&s->pb);
1117     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1118                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1119     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1120 }
1121
1122
1123 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1124 {
1125     int ch;
1126
1127     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1128         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1129         int i, p, porder, psize;
1130         int32_t *part_end;
1131         int32_t *res       =  sub->residual;
1132         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1133
1134         /* subframe header */
1135         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1136         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1137         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1138
1139         /* subframe */
1140         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1141             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1142         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1143             while (res < frame_end)
1144                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1145         } else {
1146             /* warm-up samples */
1147             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1148                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1149
1150             /* LPC coefficients */
1151             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1152                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1153                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1154                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1155                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1156                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1157             }
1158
1159             /* rice-encoded block */
1160             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1161
1162             /* partition order */
1163             porder  = sub->rc.porder;
1164             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1165             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1166
1167             /* residual */
1168             part_end  = &sub->residual[psize];
1169             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1170                 int k = sub->rc.params[p];
1171                 put_bits(&s->pb, 4, k);
1172                 while (res < part_end)
1173                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1174                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1175             }
1176         }
1177     }
1178 }
1179
1180
1181 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1182 {
1183     int crc;
1184     flush_put_bits(&s->pb);
1185     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1186                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1187     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1188     flush_put_bits(&s->pb);
1189 }
1190
1191
1192 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1193 {
1194     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1195     write_frame_header(s);
1196     write_subframes(s);
1197     write_frame_footer(s);
1198     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1199 }
1200
1201
1202 static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
1203 {
1204 #if HAVE_BIGENDIAN
1205     int i;
1206     for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1207         int16_t smp = av_le2ne16(samples[i]);
1208         av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
1209     }
1210 #else
1211     av_md5_update(s->md5ctx, (const uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
1212 #endif
1213 }
1214
1215
1216 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1217                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1218 {
1219     FlacEncodeContext *s;
1220     const int16_t *samples;
1221     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1222
1223     s = avctx->priv_data;
1224
1225     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1226     if (!frame) {
1227         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1228         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1229         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1230         return 0;
1231     }
1232     samples = (const int16_t *)frame->data[0];
1233
1234     /* change max_framesize for small final frame */
1235     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1236         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1237                                                       s->channels, 16);
1238     }
1239
1240     init_frame(s, frame->nb_samples);
1241
1242     copy_samples(s, samples);
1243
1244     channel_decorrelation(s);
1245
1246     frame_bytes = encode_frame(s);
1247
1248     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1249        would be if encoded uncompressed. */
1250     if (frame_bytes > s->max_framesize) {
1251         s->frame.verbatim_only = 1;
1252         frame_bytes = encode_frame(s);
1253     }
1254
1255     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame_bytes)))
1256         return ret;
1257
1258     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1259
1260     s->frame_count++;
1261     s->sample_count += frame->nb_samples;
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     avpkt->pts      = frame->pts;
1269     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1270     avpkt->size     = out_bytes;
1271     *got_packet_ptr = 1;
1272     return 0;
1273 }
1274
1275
1276 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1277 {
1278     if (avctx->priv_data) {
1279         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1280         av_freep(&s->md5ctx);
1281         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1282     }
1283     av_freep(&avctx->extradata);
1284     avctx->extradata_size = 0;
1285 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1286     av_freep(&avctx->coded_frame);
1287 #endif
1288     return 0;
1289 }
1290
1291 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1292 static const AVOption options[] = {
1293 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1294 { "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" },
1295 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1296 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1297 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1298 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1299 { "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 },
1300 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1301 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1302 { "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" },
1303 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1304 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1305 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1306 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1307 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1308 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1309 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1310 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1311 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1312 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1313 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1314 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1315 { NULL },
1316 };
1317
1318 static const AVClass flac_encoder_class = {
1319     "FLAC encoder",
1320     av_default_item_name,
1321     options,
1322     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1323 };
1324
1325 AVCodec ff_flac_encoder = {
1326     .name           = "flac",
1327     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1328     .id             = CODEC_ID_FLAC,
1329     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1330     .init           = flac_encode_init,
1331     .encode2        = flac_encode_frame,
1332     .close          = flac_encode_close,
1333     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_LOSSLESS,
1334     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1335                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1336     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1337     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1338 };