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 "internal.h"
  29 #include "lpc.h"
  30 #include "flac.h"
  31 #include "flacdata.h"
  32
  33 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  34 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  35 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  36 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  37
  38 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  39 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  40 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  41 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  42 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  43 #define MAX_RICE_PARAM     14
  44
  45 typedef struct CompressionOptions {
  46     int compression_level;
  47     int block_time_ms;
  48     enum FFLPCType lpc_type;
  49     int lpc_passes;
  50     int lpc_coeff_precision;
  51     int min_prediction_order;
  52     int max_prediction_order;
  53     int prediction_order_method;
  54     int min_partition_order;
  55     int max_partition_order;
  56 } CompressionOptions;
  57
  58 typedef struct RiceContext {
  59     int porder;
  60     int params[MAX_PARTITIONS];
  61 } RiceContext;
  62
  63 typedef struct FlacSubframe {
  64     int type;
  65     int type_code;
  66     int obits;
  67     int order;
  68     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  69     int shift;
  70     RiceContext rc;
  71     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  72     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
  73 } FlacSubframe;
  74
  75 typedef struct FlacFrame {
  76     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  77     int blocksize;
  78     int bs_code[2];
  79     uint8_t crc8;
  80     int ch_mode;
  81     int verbatim_only;
  82 } FlacFrame;
  83
  84 typedef struct FlacEncodeContext {
  85     AVClass *class;
  86     PutBitContext pb;
  87     int channels;
  88     int samplerate;
  89     int sr_code[2];
  90     int max_blocksize;
  91     int min_framesize;
  92     int max_framesize;
  93     int max_encoded_framesize;
  94     uint32_t frame_count;
  95     uint64_t sample_count;
  96     uint8_t md5sum[16];
  97     FlacFrame frame;
  98     CompressionOptions options;
  99     AVCodecContext *avctx;
 100     LPCContext lpc_ctx;
 101     struct AVMD5 *md5ctx;
 102 } FlacEncodeContext;
 103
 104
 105 /**
 106  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 107  */
 108 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 109 {
 110     PutBitContext pb;
 111
 112     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 113     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 114
 115     /* streaminfo metadata block */
 116     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 117     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 118     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 119     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 120     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 121     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 122     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 123     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 124     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 125     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 126     flush_put_bits(&pb);
 127     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 128 }
 129
 130
 131 /**
 132  * Set blocksize based on samplerate.
 133  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 134  */
 135 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 136 {
 137     int i;
 138     int target;
 139     int blocksize;
 140
 141     assert(samplerate > 0);
 142     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 143     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 144     for (i = 0; i < 16; i++) {
 145         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 146             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 147             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 148         }
 149     }
 150     return blocksize;
 151 }
 152
 153
 154 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 155 {
 156     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 157     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 158
 159     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 160
 161     switch (opt->lpc_type) {
 162     case FF_LPC_TYPE_NONE:
 163         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 164         break;
 165     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
 166         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 167         break;
 168     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
 169         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 170         break;
 171     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 172         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 173                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 174         break;
 175     }
 176
 177     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 178            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 179
 180     switch (opt->prediction_order_method) {
 181     case ORDER_METHOD_EST:
 182         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 183         break;
 184     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 185         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 186         break;
 187     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 188         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 189         break;
 190     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 191         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 192         break;
 193     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 194         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 195         break;
 196     case ORDER_METHOD_LOG:
 197         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 198         break;
 199     }
 200
 201
 202     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 203            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 204
 205     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 206
 207     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 208            opt->lpc_coeff_precision);
 209 }
 210
 211
 212 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 213 {
 214     int freq = avctx->sample_rate;
 215     int channels = avctx->channels;
 216     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 217     int i, level, ret;
 218     uint8_t *streaminfo;
 219
 220     s->avctx = avctx;
 221
 222     if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
 223         return -1;
 224
 225     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
 226         return -1;
 227     s->channels = channels;
 228
 229     /* find samplerate in table */
 230     if (freq < 1)
 231         return -1;
 232     for (i = 4; i < 12; i++) {
 233         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
 234             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
 235             s->sr_code[0] = i;
 236             s->sr_code[1] = 0;
 237             break;
 238         }
 239     }
 240     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 241     if (i == 12) {
 242         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 243             s->sr_code[0] = 12;
 244             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 245         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 246             s->sr_code[0] = 14;
 247             s->sr_code[1] = freq / 10;
 248         } else if (freq < 65535) {
 249             s->sr_code[0] = 13;
 250             s->sr_code[1] = freq;
 251         } else {
 252             return -1;
 253         }
 254         s->samplerate = freq;
 255     }
 256
 257     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 258     if (avctx->compression_level < 0)
 259         s->options.compression_level = 5;
 260     else
 261         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 262
 263     level = s->options.compression_level;
 264     if (level > 12) {
 265         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 266                s->options.compression_level);
 267         return -1;
 268     }
 269
 270     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 271
 272     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
 273         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
 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, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 277                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 278
 279     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 280     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 281
 282     if (s->options.prediction_order_method < 0)
 283         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 284                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 285                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 286                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 287                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 288
 289     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
 290         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 291                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 292         return AVERROR(EINVAL);
 293     }
 294     if (s->options.min_partition_order < 0)
 295         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 296     if (s->options.max_partition_order < 0)
 297         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 298
 299     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 300         s->options.min_prediction_order = 0;
 301     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 302         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 303             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 304                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 305                        avctx->min_prediction_order);
 306                 return -1;
 307             }
 308         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 309                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 310             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 311                    avctx->min_prediction_order);
 312             return -1;
 313         }
 314         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 315     }
 316     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 317         s->options.max_prediction_order = 0;
 318     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
 319         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 320             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 321                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 322                        avctx->max_prediction_order);
 323                 return -1;
 324             }
 325         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 326                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 327             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 328                    avctx->max_prediction_order);
 329             return -1;
 330         }
 331         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 332     }
 333     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 334         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 335                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 336         return -1;
 337     }
 338
 339     if (avctx->frame_size > 0) {
 340         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 341                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 342             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 343                    avctx->frame_size);
 344             return -1;
 345         }
 346     } else {
 347         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 348     }
 349     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 350
 351     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 352     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 353                                                   s->channels, 16);
 354
 355     /* initialize MD5 context */
 356     s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
 357     if (!s->md5ctx)
 358         return AVERROR(ENOMEM);
 359     av_md5_init(s->md5ctx);
 360
 361     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 362     if (!streaminfo)
 363         return AVERROR(ENOMEM);
 364     write_streaminfo(s, streaminfo);
 365     avctx->extradata = streaminfo;
 366     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 367
 368     s->frame_count   = 0;
 369     s->min_framesize = s->max_framesize;
 370
 371 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 372     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 373     if (!avctx->coded_frame)
 374         return AVERROR(ENOMEM);
 375 #endif
 376
 377     if (channels == 3 &&
 378             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
 379         channels == 4 &&
 380             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
 381             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
 382         channels == 5 &&
 383             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
 384             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
 385         channels == 6 &&
 386             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
 387             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
 388         if (avctx->channel_layout) {
 389             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
 390                                              "output stream will have incorrect "
 391                                              "channel layout.\n");
 392         } else {
 393             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
 394                                                "will use Flac channel layout for "
 395                                                "%d channels.\n", channels);
 396         }
 397     }
 398
 399     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 400                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 401
 402     dprint_compression_options(s);
 403
 404     return ret;
 405 }
 406
 407
 408 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
 409 {
 410     int i, ch;
 411     FlacFrame *frame;
 412
 413     frame = &s->frame;
 414
 415     for (i = 0; i < 16; i++) {
 416         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 417             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 418             frame->bs_code[0] = i;
 419             frame->bs_code[1] = 0;
 420             break;
 421         }
 422     }
 423     if (i == 16) {
 424         frame->blocksize = nb_samples;
 425         if (frame->blocksize <= 256) {
 426             frame->bs_code[0] = 6;
 427             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 428         } else {
 429             frame->bs_code[0] = 7;
 430             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 431         }
 432     }
 433
 434     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 435         frame->subframes[ch].obits = 16;
 436
 437     frame->verbatim_only = 0;
 438 }
 439
 440
 441 /**
 442  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 443  */
 444 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
 445 {
 446     int i, j, ch;
 447     FlacFrame *frame;
 448
 449     frame = &s->frame;
 450     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
 451         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
 452             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 453 }
 454
 455
 456 static int rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 457 {
 458     int i;
 459     int count = 0;
 460
 461     for (i = 0; i < n; i++) {
 462         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 463         v ^= v >> 31;
 464         count += (v >> k) + 1 + k;
 465     }
 466     return count;
 467 }
 468
 469
 470 static int subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 471                                 int pred_order)
 472 {
 473     int p, porder, psize;
 474     int i, part_end;
 475     int count = 0;
 476
 477     /* subframe header */
 478     count += 8;
 479
 480     /* subframe */
 481     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 482         count += sub->obits;
 483     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 484         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 485     } else {
 486         /* warm-up samples */
 487         count += pred_order * sub->obits;
 488
 489         /* LPC coefficients */
 490         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 491             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 492
 493         /* rice-encoded block */
 494         count += 2;
 495
 496         /* partition order */
 497         porder = sub->rc.porder;
 498         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 499         count += 4;
 500
 501         /* residual */
 502         i        = pred_order;
 503         part_end = psize;
 504         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 505             int k = sub->rc.params[p];
 506             count += 4;
 507             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 508             i = part_end;
 509             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 510         }
 511     }
 512
 513     return count;
 514 }
 515
 516
 517 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 518
 519 /**
 520  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 521  */
 522 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 523 {
 524     int k;
 525     uint32_t sum2;
 526
 527     if (sum <= n >> 1)
 528         return 0;
 529     sum2 = sum - (n >> 1);
 530     k    = av_log2(n < 256 ? FASTDIV(sum2, n) : sum2 / n);
 531     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
 532 }
 533
 534
 535 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 536                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
 537 {
 538     int i;
 539     int k, cnt, part;
 540     uint32_t all_bits;
 541
 542     part     = (1 << porder);
 543     all_bits = 4 * part;
 544
 545     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 546     for (i = 0; i < part; i++) {
 547         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 548         rc->params[i] = k;
 549         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 550         cnt = n >> porder;
 551     }
 552
 553     rc->porder = porder;
 554
 555     return all_bits;
 556 }
 557
 558
 559 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 560                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 561 {
 562     int i, j;
 563     int parts;
 564     uint32_t *res, *res_end;
 565
 566     /* sums for highest level */
 567     parts   = (1 << pmax);
 568     res     = &data[pred_order];
 569     res_end = &data[n >> pmax];
 570     for (i = 0; i < parts; i++) {
 571         uint32_t sum = 0;
 572         while (res < res_end)
 573             sum += *(res++);
 574         sums[pmax][i] = sum;
 575         res_end += n >> pmax;
 576     }
 577     /* sums for lower levels */
 578     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 579         parts = (1 << i);
 580         for (j = 0; j < parts; j++)
 581             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 582     }
 583 }
 584
 585
 586 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 587                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 588 {
 589     int i;
 590     uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 591     int opt_porder;
 592     RiceContext tmp_rc;
 593     uint32_t *udata;
 594     uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
 595
 596     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 597     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 598     assert(pmin <= pmax);
 599
 600     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 601     for (i = 0; i < n; i++)
 602         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 603
 604     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 605
 606     opt_porder = pmin;
 607     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 608     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 609         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 610         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 611             opt_porder = i;
 612             *rc = tmp_rc;
 613         }
 614     }
 615
 616     av_freep(&udata);
 617     return bits[opt_porder];
 618 }
 619
 620
 621 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 622 {
 623     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 624     if (order > 0)
 625         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 626     return porder;
 627 }
 628
 629
 630 static uint32_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 631                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 632 {
 633     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 634                                s->frame.blocksize, pred_order);
 635     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 636                                s->frame.blocksize, pred_order);
 637
 638     uint32_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
 639     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 640         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 641     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 642                              s->frame.blocksize, pred_order);
 643     return bits;
 644 }
 645
 646
 647 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 648                                   int order)
 649 {
 650     int i;
 651
 652     for (i = 0; i < order; i++)
 653         res[i] = smp[i];
 654
 655     if (order == 0) {
 656         for (i = order; i < n; i++)
 657             res[i] = smp[i];
 658     } else if (order == 1) {
 659         for (i = order; i < n; i++)
 660             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 661     } else if (order == 2) {
 662         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 663         for (i = order; i < n; i += 2) {
 664             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 665             res[i]   = b - a;
 666             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 667             res[i+1] = a - b;
 668         }
 669     } else if (order == 3) {
 670         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 671         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 672         for (i = order; i < n; i += 2) {
 673             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 674             int d    = b - a;
 675             res[i]   = d - c;
 676             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 677             c        = a - b;
 678             res[i+1] = c - d;
 679         }
 680     } else {
 681         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 682         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 683         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 684         for (i = order; i < n; i += 2) {
 685             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 686             int d    = b - a;
 687             int f    = d - c;
 688             res[i  ] = f - e;
 689             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 690             c        = a - b;
 691             e        = c - d;
 692             res[i+1] = e - f;
 693         }
 694     }
 695 }
 696
 697
 698 #define LPC1(x) {\
 699     int c = coefs[(x)-1];\
 700     p0   += c * s;\
 701     s     = smp[i-(x)+1];\
 702     p1   += c * s;\
 703 }
 704
 705 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
 706                                     const int32_t *smp, int n, int order,
 707                                     const int32_t *coefs, int shift, int big)
 708 {
 709     int i;
 710     for (i = order; i < n; i += 2) {
 711         int s  = smp[i-order];
 712         int p0 = 0, p1 = 0;
 713         if (big) {
 714             switch (order) {
 715             case 32: LPC1(32)
 716             case 31: LPC1(31)
 717             case 30: LPC1(30)
 718             case 29: LPC1(29)
 719             case 28: LPC1(28)
 720             case 27: LPC1(27)
 721             case 26: LPC1(26)
 722             case 25: LPC1(25)
 723             case 24: LPC1(24)
 724             case 23: LPC1(23)
 725             case 22: LPC1(22)
 726             case 21: LPC1(21)
 727             case 20: LPC1(20)
 728             case 19: LPC1(19)
 729             case 18: LPC1(18)
 730             case 17: LPC1(17)
 731             case 16: LPC1(16)
 732             case 15: LPC1(15)
 733             case 14: LPC1(14)
 734             case 13: LPC1(13)
 735             case 12: LPC1(12)
 736             case 11: LPC1(11)
 737             case 10: LPC1(10)
 738             case  9: LPC1( 9)
 739                      LPC1( 8)
 740                      LPC1( 7)
 741                      LPC1( 6)
 742                      LPC1( 5)
 743                      LPC1( 4)
 744                      LPC1( 3)
 745                      LPC1( 2)
 746                      LPC1( 1)
 747             }
 748         } else {
 749             switch (order) {
 750             case  8: LPC1( 8)
 751             case  7: LPC1( 7)
 752             case  6: LPC1( 6)
 753             case  5: LPC1( 5)
 754             case  4: LPC1( 4)
 755             case  3: LPC1( 3)
 756             case  2: LPC1( 2)
 757             case  1: LPC1( 1)
 758             }
 759         }
 760         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 761         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 762     }
 763 }
 764
 765
 766 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 767                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
 768 {
 769     int i;
 770     for (i = 0; i < order; i++)
 771         res[i] = smp[i];
 772 #if CONFIG_SMALL
 773     for (i = order; i < n; i += 2) {
 774         int j;
 775         int s  = smp[i];
 776         int p0 = 0, p1 = 0;
 777         for (j = 0; j < order; j++) {
 778             int c = coefs[j];
 779             p1   += c * s;
 780             s     = smp[i-j-1];
 781             p0   += c * s;
 782         }
 783         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 784         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 785     }
 786 #else
 787     switch (order) {
 788     case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
 789     case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
 790     case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
 791     case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
 792     case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
 793     case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
 794     case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
 795     case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
 796     default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
 797     }
 798 #endif
 799 }
 800
 801
 802 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 803 {
 804     int i, n;
 805     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 806     FlacFrame *frame;
 807     FlacSubframe *sub;
 808     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 809     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 810     int32_t *res, *smp;
 811
 812     frame = &s->frame;
 813     sub   = &frame->subframes[ch];
 814     res   = sub->residual;
 815     smp   = sub->samples;
 816     n     = frame->blocksize;
 817
 818     /* CONSTANT */
 819     for (i = 1; i < n; i++)
 820         if(smp[i] != smp[0])
 821             break;
 822     if (i == n) {
 823         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 824         res[0] = smp[0];
 825         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 826     }
 827
 828     /* VERBATIM */
 829     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 830         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 831         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 832         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 833     }
 834
 835     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 836     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 837     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 838
 839     /* FIXED */
 840     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 841     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
 842         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 843         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 844         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 845             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 846         opt_order = 0;
 847         bits[0]   = UINT32_MAX;
 848         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 849             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 850             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 851             if (bits[i] < bits[opt_order])
 852                 opt_order = i;
 853         }
 854         sub->order     = opt_order;
 855         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 856         if (sub->order != max_order) {
 857             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 858             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 859         }
 860         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 861     }
 862
 863     /* LPC */
 864     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 865     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 866                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 867                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 868                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 869
 870     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 871         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 872         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 873         int levels = 1 << omethod;
 874         uint32_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 875         int order;
 876         int opt_index   = levels-1;
 877         opt_order       = max_order-1;
 878         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 879         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 880             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 881             if (order < 0)
 882                 order = 0;
 883             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
 884             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 885             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 886                 opt_index = i;
 887                 opt_order = order;
 888             }
 889         }
 890         opt_order++;
 891     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 892         // brute-force optimal order search
 893         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 894         opt_order = 0;
 895         bits[0]   = UINT32_MAX;
 896         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 897             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 898             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 899             if (bits[i] < bits[opt_order])
 900                 opt_order = i;
 901         }
 902         opt_order++;
 903     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 904         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 905         int step;
 906
 907         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 908         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 909
 910         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 911             int last = opt_order;
 912             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 913                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 914                     continue;
 915                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 916                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 917                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 918                     opt_order = i;
 919             }
 920         }
 921         opt_order++;
 922     }
 923
 924     sub->order     = opt_order;
 925     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 926     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 927     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 928         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 929
 930     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 931
 932     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 933
 934     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 935 }
 936
 937
 938 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 939 {
 940     uint8_t av_unused tmp;
 941     int count;
 942
 943     /*
 944     <14> Sync code
 945     <1>  Reserved
 946     <1>  Blocking strategy
 947     <4>  Block size in inter-channel samples
 948     <4>  Sample rate
 949     <4>  Channel assignment
 950     <3>  Sample size in bits
 951     <1>  Reserved
 952     */
 953     count = 32;
 954
 955     /* coded frame number */
 956     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
 957
 958     /* explicit block size */
 959     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
 960         count += 8;
 961     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
 962         count += 16;
 963
 964     /* explicit sample rate */
 965     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
 966
 967     /* frame header CRC-8 */
 968     count += 8;
 969
 970     return count;
 971 }
 972
 973
 974 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 975 {
 976     int ch, count;
 977
 978     count = count_frame_header(s);
 979
 980     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 981         count += encode_residual_ch(s, ch);
 982
 983     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
 984     count += 16;                    // CRC-16
 985
 986     return count >> 3;
 987 }
 988
 989
 990 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
 991 {
 992     int i, best;
 993     int32_t lt, rt;
 994     uint64_t sum[4];
 995     uint64_t score[4];
 996     int k;
 997
 998     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
 999     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1000     for (i = 2; i < n; i++) {
1001         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
1002         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1003         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
1004         sum[3] += FFABS(lt - rt);
1005         sum[0] += FFABS(lt);
1006         sum[1] += FFABS(rt);
1007     }
1008     /* estimate bit counts */
1009     for (i = 0; i < 4; i++) {
1010         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
1011         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1012     }
1013
1014     /* calculate score for each mode */
1015     score[0] = sum[0] + sum[1];
1016     score[1] = sum[0] + sum[3];
1017     score[2] = sum[1] + sum[3];
1018     score[3] = sum[2] + sum[3];
1019
1020     /* return mode with lowest score */
1021     best = 0;
1022     for (i = 1; i < 4; i++)
1023         if (score[i] < score[best])
1024             best = i;
1025     if (best == 0) {
1026         return FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1027     } else if (best == 1) {
1028         return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
1029     } else if (best == 2) {
1030         return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
1031     } else {
1032         return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
1033     }
1034 }
1035
1036
1037 /**
1038  * Perform stereo channel decorrelation.
1039  */
1040 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1041 {
1042     FlacFrame *frame;
1043     int32_t *left, *right;
1044     int i, n;
1045
1046     frame = &s->frame;
1047     n     = frame->blocksize;
1048     left  = frame->subframes[0].samples;
1049     right = frame->subframes[1].samples;
1050
1051     if (s->channels != 2) {
1052         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1053         return;
1054     }
1055
1056     frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1057
1058     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1059     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1060         return;
1061     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1062         int32_t tmp;
1063         for (i = 0; i < n; i++) {
1064             tmp      = left[i];
1065             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1066             right[i] =  tmp - right[i];
1067         }
1068         frame->subframes[1].obits++;
1069     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1070         for (i = 0; i < n; i++)
1071             right[i] = left[i] - right[i];
1072         frame->subframes[1].obits++;
1073     } else {
1074         for (i = 0; i < n; i++)
1075             left[i] -= right[i];
1076         frame->subframes[0].obits++;
1077     }
1078 }
1079
1080
1081 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1082 {
1083     uint8_t tmp;
1084     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1085 }
1086
1087
1088 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1089 {
1090     FlacFrame *frame;
1091     int crc;
1092
1093     frame = &s->frame;
1094
1095     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1096     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1097     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1098
1099     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1100         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1101     else
1102         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
1103
1104     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1105     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1106     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1107
1108     if (frame->bs_code[0] == 6)
1109         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1110     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1111         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1112
1113     if (s->sr_code[0] == 12)
1114         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1115     else if (s->sr_code[0] > 12)
1116         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1117
1118     flush_put_bits(&s->pb);
1119     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1120                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1121     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1122 }
1123
1124
1125 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1126 {
1127     int ch;
1128
1129     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1130         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1131         int i, p, porder, psize;
1132         int32_t *part_end;
1133         int32_t *res       =  sub->residual;
1134         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1135
1136         /* subframe header */
1137         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1138         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1139         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1140
1141         /* subframe */
1142         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1143             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1144         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1145             while (res < frame_end)
1146                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1147         } else {
1148             /* warm-up samples */
1149             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1150                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1151
1152             /* LPC coefficients */
1153             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1154                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1155                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1156                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1157                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1158                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1159             }
1160
1161             /* rice-encoded block */
1162             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1163
1164             /* partition order */
1165             porder  = sub->rc.porder;
1166             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1167             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1168
1169             /* residual */
1170             part_end  = &sub->residual[psize];
1171             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1172                 int k = sub->rc.params[p];
1173                 put_bits(&s->pb, 4, k);
1174                 while (res < part_end)
1175                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1176                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1177             }
1178         }
1179     }
1180 }
1181
1182
1183 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1184 {
1185     int crc;
1186     flush_put_bits(&s->pb);
1187     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1188                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1189     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1190     flush_put_bits(&s->pb);
1191 }
1192
1193
1194 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1195 {
1196     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1197     write_frame_header(s);
1198     write_subframes(s);
1199     write_frame_footer(s);
1200     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1201 }
1202
1203
1204 static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
1205 {
1206 #if HAVE_BIGENDIAN
1207     int i;
1208     for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1209         int16_t smp = av_le2ne16(samples[i]);
1210         av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
1211     }
1212 #else
1213     av_md5_update(s->md5ctx, (const uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
1214 #endif
1215 }
1216
1217
1218 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1219                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1220 {
1221     FlacEncodeContext *s;
1222     const int16_t *samples;
1223     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1224
1225     s = avctx->priv_data;
1226
1227     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1228     if (!frame) {
1229         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1230         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1231         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1232         return 0;
1233     }
1234     samples = (const int16_t *)frame->data[0];
1235
1236     /* change max_framesize for small final frame */
1237     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1238         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1239                                                       s->channels, 16);
1240     }
1241
1242     init_frame(s, frame->nb_samples);
1243
1244     copy_samples(s, samples);
1245
1246     channel_decorrelation(s);
1247
1248     frame_bytes = encode_frame(s);
1249
1250     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1251        would be if encoded uncompressed. */
1252     if (frame_bytes > s->max_framesize) {
1253         s->frame.verbatim_only = 1;
1254         frame_bytes = encode_frame(s);
1255     }
1256
1257     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame_bytes)))
1258         return ret;
1259
1260     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1261
1262     s->frame_count++;
1263     s->sample_count += frame->nb_samples;
1264     update_md5_sum(s, samples);
1265     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1266         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1267     if (out_bytes < s->min_framesize)
1268         s->min_framesize = out_bytes;
1269
1270     avpkt->pts      = frame->pts;
1271     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1272     avpkt->size     = out_bytes;
1273     *got_packet_ptr = 1;
1274     return 0;
1275 }
1276
1277
1278 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1279 {
1280     if (avctx->priv_data) {
1281         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1282         av_freep(&s->md5ctx);
1283         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1284     }
1285     av_freep(&avctx->extradata);
1286     avctx->extradata_size = 0;
1287 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1288     av_freep(&avctx->coded_frame);
1289 #endif
1290     return 0;
1291 }
1292
1293 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1294 static const AVOption options[] = {
1295 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1296 { "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" },
1297 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1298 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1299 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1300 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1301 { "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 },
1302 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1303 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1304 { "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" },
1305 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1306 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1307 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1308 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1309 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1310 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1311 { NULL },
1312 };
1313
1314 static const AVClass flac_encoder_class = {
1315     "FLAC encoder",
1316     av_default_item_name,
1317     options,
1318     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1319 };
1320
1321 AVCodec ff_flac_encoder = {
1322     .name           = "flac",
1323     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1324     .id             = CODEC_ID_FLAC,
1325     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1326     .init           = flac_encode_init,
1327     .encode2        = flac_encode_frame,
1328     .close          = flac_encode_close,
1329     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_LOSSLESS,
1330     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1331                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1332     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1333     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1334 };