git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/flacenc.c

   1 /*
   2  * FLAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/crc.h"
  23 #include "libavutil/intmath.h"
  24 #include "libavutil/md5.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "bswapdsp.h"
  28 #include "get_bits.h"
  29 #include "golomb.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "lpc.h"
  32 #include "flac.h"
  33 #include "flacdata.h"
  34 #include "flacdsp.h"
  35
  36 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  37 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  38 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  39 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  40
  41 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  42 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  43 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  44 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  45 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  46
  47 enum CodingMode {
  48     CODING_MODE_RICE  = 4,
  49     CODING_MODE_RICE2 = 5,
  50 };
  51
  52 typedef struct CompressionOptions {
  53     int compression_level;
  54     int block_time_ms;
  55     enum FFLPCType lpc_type;
  56     int lpc_passes;
  57     int lpc_coeff_precision;
  58     int min_prediction_order;
  59     int max_prediction_order;
  60     int prediction_order_method;
  61     int min_partition_order;
  62     int max_partition_order;
  63     int ch_mode;
  64 } CompressionOptions;
  65
  66 typedef struct RiceContext {
  67     enum CodingMode coding_mode;
  68     int porder;
  69     int params[MAX_PARTITIONS];
  70     uint32_t udata[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  71 } RiceContext;
  72
  73 typedef struct FlacSubframe {
  74     int type;
  75     int type_code;
  76     int obits;
  77     int wasted;
  78     int order;
  79     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  80     int shift;
  81     RiceContext rc;
  82     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  83     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
  84 } FlacSubframe;
  85
  86 typedef struct FlacFrame {
  87     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  88     int blocksize;
  89     int bs_code[2];
  90     uint8_t crc8;
  91     int ch_mode;
  92     int verbatim_only;
  93 } FlacFrame;
  94
  95 typedef struct FlacEncodeContext {
  96     AVClass *class;
  97     PutBitContext pb;
  98     int channels;
  99     int samplerate;
 100     int sr_code[2];
 101     int bps_code;
 102     int max_blocksize;
 103     int min_framesize;
 104     int max_framesize;
 105     int max_encoded_framesize;
 106     uint32_t frame_count;
 107     uint64_t sample_count;
 108     uint8_t md5sum[16];
 109     FlacFrame frame;
 110     CompressionOptions options;
 111     AVCodecContext *avctx;
 112     LPCContext lpc_ctx;
 113     struct AVMD5 *md5ctx;
 114     uint8_t *md5_buffer;
 115     unsigned int md5_buffer_size;
 116     BswapDSPContext bdsp;
 117     FLACDSPContext flac_dsp;
 118
 119     int flushed;
 120     int64_t next_pts;
 121 } FlacEncodeContext;
 122
 123
 124 /**
 125  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 126  */
 127 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 128 {
 129     PutBitContext pb;
 130
 131     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 132     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 133
 134     /* streaminfo metadata block */
 135     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 136     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 137     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 138     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 139     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 140     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 141     put_bits(&pb,  5, s->avctx->bits_per_raw_sample - 1);
 142     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 143     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 144     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 145     flush_put_bits(&pb);
 146     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 147 }
 148
 149
 150 /**
 151  * Set blocksize based on samplerate.
 152  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 153  */
 154 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 155 {
 156     int i;
 157     int target;
 158     int blocksize;
 159
 160     assert(samplerate > 0);
 161     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 162     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 163     for (i = 0; i < 16; i++) {
 164         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 165             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 166             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 167         }
 168     }
 169     return blocksize;
 170 }
 171
 172
 173 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 174 {
 175     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 176     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 177
 178     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 179
 180     switch (opt->lpc_type) {
 181     case FF_LPC_TYPE_NONE:
 182         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 183         break;
 184     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
 185         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 186         break;
 187     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
 188         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 189         break;
 190     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 191         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 192                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 193         break;
 194     }
 195
 196     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 197            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 198
 199     switch (opt->prediction_order_method) {
 200     case ORDER_METHOD_EST:
 201         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 202         break;
 203     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 204         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 205         break;
 206     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 207         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 208         break;
 209     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 210         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 211         break;
 212     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 213         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 214         break;
 215     case ORDER_METHOD_LOG:
 216         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 217         break;
 218     }
 219
 220
 221     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 222            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 223
 224     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 225
 226     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 227            opt->lpc_coeff_precision);
 228 }
 229
 230
 231 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 232 {
 233     int freq = avctx->sample_rate;
 234     int channels = avctx->channels;
 235     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 236     int i, level, ret;
 237     uint8_t *streaminfo;
 238
 239     s->avctx = avctx;
 240
 241     switch (avctx->sample_fmt) {
 242     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 243         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
 244         s->bps_code                = 4;
 245         break;
 246     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 247         if (avctx->bits_per_raw_sample != 24)
 248             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
 249         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
 250         s->bps_code                = 6;
 251         break;
 252     }
 253
 254     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
 255         return -1;
 256     s->channels = channels;
 257
 258     /* find samplerate in table */
 259     if (freq < 1)
 260         return -1;
 261     for (i = 4; i < 12; i++) {
 262         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
 263             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
 264             s->sr_code[0] = i;
 265             s->sr_code[1] = 0;
 266             break;
 267         }
 268     }
 269     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 270     if (i == 12) {
 271         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 272             s->sr_code[0] = 12;
 273             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 274         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 275             s->sr_code[0] = 14;
 276             s->sr_code[1] = freq / 10;
 277         } else if (freq < 65535) {
 278             s->sr_code[0] = 13;
 279             s->sr_code[1] = freq;
 280         } else {
 281             return -1;
 282         }
 283         s->samplerate = freq;
 284     }
 285
 286     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 287     if (avctx->compression_level < 0)
 288         s->options.compression_level = 5;
 289     else
 290         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 291
 292     level = s->options.compression_level;
 293     if (level > 12) {
 294         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 295                s->options.compression_level);
 296         return -1;
 297     }
 298
 299     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 300
 301     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
 302         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
 303                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 304                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 305                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 306                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 307
 308     if (s->options.min_prediction_order < 0)
 309         s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 310     if (s->options.max_prediction_order < 0)
 311         s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 312
 313     if (s->options.prediction_order_method < 0)
 314         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 315                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 316                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 317                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 318                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 319
 320     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
 321         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 322                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 323         return AVERROR(EINVAL);
 324     }
 325     if (s->options.min_partition_order < 0)
 326         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 327     if (s->options.max_partition_order < 0)
 328         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 329
 330 #if FF_API_PRIVATE_OPT
 331 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 332     if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 333         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 334             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 335                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 336                        "invalid min prediction order %d, clamped to %d\n",
 337                        avctx->min_prediction_order, MAX_FIXED_ORDER);
 338                 avctx->min_prediction_order = MAX_FIXED_ORDER;
 339             }
 340         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 341                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 342             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 343                    avctx->min_prediction_order);
 344             return -1;
 345         }
 346         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 347     }
 348     if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
 349         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 350             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 351                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 352                        "invalid max prediction order %d, clamped to %d\n",
 353                        avctx->max_prediction_order, MAX_FIXED_ORDER);
 354                 avctx->max_prediction_order = MAX_FIXED_ORDER;
 355             }
 356         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 357                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 358             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 359                    avctx->max_prediction_order);
 360             return -1;
 361         }
 362         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 363     }
 364 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 365 #endif
 366     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 367         s->options.min_prediction_order = 0;
 368         s->options.max_prediction_order = 0;
 369     } else if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 370         if (s->options.min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 371             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 372                    "invalid min prediction order %d, clamped to %d\n",
 373                    s->options.min_prediction_order, MAX_FIXED_ORDER);
 374             s->options.min_prediction_order = MAX_FIXED_ORDER;
 375         }
 376         if (s->options.max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 377             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 378                    "invalid max prediction order %d, clamped to %d\n",
 379                    s->options.max_prediction_order, MAX_FIXED_ORDER);
 380             s->options.max_prediction_order = MAX_FIXED_ORDER;
 381         }
 382     }
 383
 384     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 385         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 386                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 387         return -1;
 388     }
 389
 390     if (avctx->frame_size > 0) {
 391         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 392                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 393             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 394                    avctx->frame_size);
 395             return -1;
 396         }
 397     } else {
 398         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 399     }
 400     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 401
 402     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 403     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 404                                                   s->channels,
 405                                                   s->avctx->bits_per_raw_sample);
 406
 407     /* initialize MD5 context */
 408     s->md5ctx = av_md5_alloc();
 409     if (!s->md5ctx)
 410         return AVERROR(ENOMEM);
 411     av_md5_init(s->md5ctx);
 412
 413     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 414     if (!streaminfo)
 415         return AVERROR(ENOMEM);
 416     write_streaminfo(s, streaminfo);
 417     avctx->extradata = streaminfo;
 418     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 419
 420     s->frame_count   = 0;
 421     s->min_framesize = s->max_framesize;
 422
 423     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 424                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 425
 426     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
 427     ff_flacdsp_init(&s->flac_dsp, avctx->sample_fmt,
 428                     avctx->bits_per_raw_sample);
 429
 430     dprint_compression_options(s);
 431
 432     return ret;
 433 }
 434
 435
 436 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
 437 {
 438     int i, ch;
 439     FlacFrame *frame;
 440
 441     frame = &s->frame;
 442
 443     for (i = 0; i < 16; i++) {
 444         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 445             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 446             frame->bs_code[0] = i;
 447             frame->bs_code[1] = 0;
 448             break;
 449         }
 450     }
 451     if (i == 16) {
 452         frame->blocksize = nb_samples;
 453         if (frame->blocksize <= 256) {
 454             frame->bs_code[0] = 6;
 455             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 456         } else {
 457             frame->bs_code[0] = 7;
 458             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 459         }
 460     }
 461
 462     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 463         FlacSubframe *sub = &frame->subframes[ch];
 464
 465         sub->wasted = 0;
 466         sub->obits  = s->avctx->bits_per_raw_sample;
 467
 468         if (sub->obits > 16)
 469             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE2;
 470         else
 471             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
 472     }
 473
 474     frame->verbatim_only = 0;
 475 }
 476
 477
 478 /**
 479  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 480  */
 481 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
 482 {
 483     int i, j, ch;
 484     FlacFrame *frame;
 485     int shift = av_get_bytes_per_sample(s->avctx->sample_fmt) * 8 -
 486                 s->avctx->bits_per_raw_sample;
 487
 488 #define COPY_SAMPLES(bits) do {                                     \
 489     const int ## bits ## _t *samples0 = samples;                    \
 490     frame = &s->frame;                                              \
 491     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)                   \
 492         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)                   \
 493             frame->subframes[ch].samples[i] = samples0[j] >> shift; \
 494 } while (0)
 495
 496     if (s->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16)
 497         COPY_SAMPLES(16);
 498     else
 499         COPY_SAMPLES(32);
 500 }
 501
 502
 503 static uint64_t rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 504 {
 505     int i;
 506     uint64_t count = 0;
 507
 508     for (i = 0; i < n; i++) {
 509         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 510         v ^= v >> 31;
 511         count += (v >> k) + 1 + k;
 512     }
 513     return count;
 514 }
 515
 516
 517 static uint64_t subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 518                                      int pred_order)
 519 {
 520     int p, porder, psize;
 521     int i, part_end;
 522     uint64_t count = 0;
 523
 524     /* subframe header */
 525     count += 8;
 526
 527     /* subframe */
 528     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 529         count += sub->obits;
 530     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 531         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 532     } else {
 533         /* warm-up samples */
 534         count += pred_order * sub->obits;
 535
 536         /* LPC coefficients */
 537         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 538             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 539
 540         /* rice-encoded block */
 541         count += 2;
 542
 543         /* partition order */
 544         porder = sub->rc.porder;
 545         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 546         count += 4;
 547
 548         /* residual */
 549         i        = pred_order;
 550         part_end = psize;
 551         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 552             int k = sub->rc.params[p];
 553             count += sub->rc.coding_mode;
 554             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 555             i = part_end;
 556             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 557         }
 558     }
 559
 560     return count;
 561 }
 562
 563
 564 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 565
 566 /**
 567  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 568  */
 569 static int find_optimal_param(uint64_t sum, int n, int max_param)
 570 {
 571     int k;
 572     uint64_t sum2;
 573
 574     if (sum <= n >> 1)
 575         return 0;
 576     sum2 = sum - (n >> 1);
 577     k    = av_log2(av_clipl_int32(sum2 / n));
 578     return FFMIN(k, max_param);
 579 }
 580
 581
 582 static uint64_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 583                                          uint64_t *sums, int n, int pred_order)
 584 {
 585     int i;
 586     int k, cnt, part, max_param;
 587     uint64_t all_bits;
 588
 589     max_param = (1 << rc->coding_mode) - 2;
 590
 591     part     = (1 << porder);
 592     all_bits = 4 * part;
 593
 594     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 595     for (i = 0; i < part; i++) {
 596         k = find_optimal_param(sums[i], cnt, max_param);
 597         rc->params[i] = k;
 598         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 599         cnt = n >> porder;
 600     }
 601
 602     rc->porder = porder;
 603
 604     return all_bits;
 605 }
 606
 607
 608 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 609                       uint64_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 610 {
 611     int i, j;
 612     int parts;
 613     uint32_t *res, *res_end;
 614
 615     /* sums for highest level */
 616     parts   = (1 << pmax);
 617     res     = &data[pred_order];
 618     res_end = &data[n >> pmax];
 619     for (i = 0; i < parts; i++) {
 620         uint64_t sum = 0;
 621         while (res < res_end)
 622             sum += *(res++);
 623         sums[pmax][i] = sum;
 624         res_end += n >> pmax;
 625     }
 626     /* sums for lower levels */
 627     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 628         parts = (1 << i);
 629         for (j = 0; j < parts; j++)
 630             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 631     }
 632 }
 633
 634
 635 static uint64_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 636                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 637 {
 638     int i;
 639     uint64_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 640     int opt_porder;
 641     RiceContext tmp_rc;
 642     uint64_t sums[MAX_PARTITION_ORDER + 1][MAX_PARTITIONS] = { { 0 } };
 643
 644     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 645     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 646     assert(pmin <= pmax);
 647
 648     tmp_rc.coding_mode = rc->coding_mode;
 649
 650     for (i = 0; i < n; i++)
 651         rc->udata[i] = (2 * data[i]) ^ (data[i] >> 31);
 652
 653     calc_sums(pmin, pmax, rc->udata, n, pred_order, sums);
 654
 655     opt_porder = pmin;
 656     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 657     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 658         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 659         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 660             opt_porder = i;
 661             *rc = tmp_rc;
 662         }
 663     }
 664
 665     return bits[opt_porder];
 666 }
 667
 668
 669 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 670 {
 671     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 672     if (order > 0)
 673         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 674     return porder;
 675 }
 676
 677
 678 static uint64_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 679                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 680 {
 681     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 682                                s->frame.blocksize, pred_order);
 683     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 684                                s->frame.blocksize, pred_order);
 685
 686     uint64_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + sub->rc.coding_mode;
 687     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 688         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 689     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 690                              s->frame.blocksize, pred_order);
 691     return bits;
 692 }
 693
 694
 695 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 696                                   int order)
 697 {
 698     int i;
 699
 700     for (i = 0; i < order; i++)
 701         res[i] = smp[i];
 702
 703     if (order == 0) {
 704         for (i = order; i < n; i++)
 705             res[i] = smp[i];
 706     } else if (order == 1) {
 707         for (i = order; i < n; i++)
 708             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 709     } else if (order == 2) {
 710         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 711         for (i = order; i < n; i += 2) {
 712             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 713             res[i]   = b - a;
 714             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 715             res[i+1] = a - b;
 716         }
 717     } else if (order == 3) {
 718         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 719         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 720         for (i = order; i < n; i += 2) {
 721             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 722             int d    = b - a;
 723             res[i]   = d - c;
 724             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 725             c        = a - b;
 726             res[i+1] = c - d;
 727         }
 728     } else {
 729         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 730         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 731         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 732         for (i = order; i < n; i += 2) {
 733             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 734             int d    = b - a;
 735             int f    = d - c;
 736             res[i  ] = f - e;
 737             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 738             c        = a - b;
 739             e        = c - d;
 740             res[i+1] = e - f;
 741         }
 742     }
 743 }
 744
 745
 746 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 747 {
 748     int i, n;
 749     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 750     FlacFrame *frame;
 751     FlacSubframe *sub;
 752     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 753     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 754     int32_t *res, *smp;
 755
 756     frame = &s->frame;
 757     sub   = &frame->subframes[ch];
 758     res   = sub->residual;
 759     smp   = sub->samples;
 760     n     = frame->blocksize;
 761
 762     /* CONSTANT */
 763     for (i = 1; i < n; i++)
 764         if(smp[i] != smp[0])
 765             break;
 766     if (i == n) {
 767         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 768         res[0] = smp[0];
 769         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 770     }
 771
 772     /* VERBATIM */
 773     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 774         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 775         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 776         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 777     }
 778
 779     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 780     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 781     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 782
 783     /* FIXED */
 784     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 785     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
 786         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 787         uint64_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 788         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 789             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 790         opt_order = 0;
 791         bits[0]   = UINT32_MAX;
 792         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 793             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 794             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 795             if (bits[i] < bits[opt_order])
 796                 opt_order = i;
 797         }
 798         sub->order     = opt_order;
 799         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 800         if (sub->order != max_order) {
 801             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 802             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 803         }
 804         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 805     }
 806
 807     /* LPC */
 808     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 809     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 810                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 811                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 812                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 813
 814     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 815         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 816         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 817         int levels = 1 << omethod;
 818         uint64_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 819         int order       = -1;
 820         int opt_index   = levels-1;
 821         opt_order       = max_order-1;
 822         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 823         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 824             int last_order = order;
 825             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 826             order = av_clip(order, min_order - 1, max_order - 1);
 827             if (order == last_order)
 828                 continue;
 829             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, order+1, coefs[order],
 830                                    shift[order]);
 831             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 832             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 833                 opt_index = i;
 834                 opt_order = order;
 835             }
 836         }
 837         opt_order++;
 838     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 839         // brute-force optimal order search
 840         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 841         opt_order = 0;
 842         bits[0]   = UINT32_MAX;
 843         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 844             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 845             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 846             if (bits[i] < bits[opt_order])
 847                 opt_order = i;
 848         }
 849         opt_order++;
 850     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 851         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 852         int step;
 853
 854         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 855         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 856
 857         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 858             int last = opt_order;
 859             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 860                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 861                     continue;
 862                 s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 863                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 864                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 865                     opt_order = i;
 866             }
 867         }
 868         opt_order++;
 869     }
 870
 871     sub->order     = opt_order;
 872     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 873     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 874     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 875         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 876
 877     s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 878
 879     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 880
 881     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 882 }
 883
 884
 885 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 886 {
 887     uint8_t av_unused tmp;
 888     int count;
 889
 890     /*
 891     <14> Sync code
 892     <1>  Reserved
 893     <1>  Blocking strategy
 894     <4>  Block size in inter-channel samples
 895     <4>  Sample rate
 896     <4>  Channel assignment
 897     <3>  Sample size in bits
 898     <1>  Reserved
 899     */
 900     count = 32;
 901
 902     /* coded frame number */
 903     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
 904
 905     /* explicit block size */
 906     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
 907         count += 8;
 908     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
 909         count += 16;
 910
 911     /* explicit sample rate */
 912     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
 913
 914     /* frame header CRC-8 */
 915     count += 8;
 916
 917     return count;
 918 }
 919
 920
 921 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 922 {
 923     int ch;
 924     uint64_t count;
 925
 926     count = count_frame_header(s);
 927
 928     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 929         count += encode_residual_ch(s, ch);
 930
 931     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
 932     count += 16;                    // CRC-16
 933
 934     count >>= 3;
 935     if (count > INT_MAX)
 936         return AVERROR_BUG;
 937     return count;
 938 }
 939
 940
 941 static void remove_wasted_bits(FlacEncodeContext *s)
 942 {
 943     int ch, i;
 944
 945     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 946         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
 947         int32_t v         = 0;
 948
 949         for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++) {
 950             v |= sub->samples[i];
 951             if (v & 1)
 952                 break;
 953         }
 954
 955         if (v && !(v & 1)) {
 956             v = av_ctz(v);
 957
 958             for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++)
 959                 sub->samples[i] >>= v;
 960
 961             sub->wasted = v;
 962             sub->obits -= v;
 963
 964             /* for 24-bit, check if removing wasted bits makes the range better
 965                suited for using RICE instead of RICE2 for entropy coding */
 966             if (sub->obits <= 17)
 967                 sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
 968         }
 969     }
 970 }
 971
 972
 973 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n,
 974                                 int max_rice_param)
 975 {
 976     int i, best;
 977     int32_t lt, rt;
 978     uint64_t sum[4];
 979     uint64_t score[4];
 980     int k;
 981
 982     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
 983     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 984     for (i = 2; i < n; i++) {
 985         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
 986         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
 987         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
 988         sum[3] += FFABS(lt - rt);
 989         sum[0] += FFABS(lt);
 990         sum[1] += FFABS(rt);
 991     }
 992     /* estimate bit counts */
 993     for (i = 0; i < 4; i++) {
 994         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n, max_rice_param);
 995         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
 996     }
 997
 998     /* calculate score for each mode */
 999     score[0] = sum[0] + sum[1];
1000     score[1] = sum[0] + sum[3];
1001     score[2] = sum[1] + sum[3];
1002     score[3] = sum[2] + sum[3];
1003
1004     /* return mode with lowest score */
1005     best = 0;
1006     for (i = 1; i < 4; i++)
1007         if (score[i] < score[best])
1008             best = i;
1009
1010     return best;
1011 }
1012
1013
1014 /**
1015  * Perform stereo channel decorrelation.
1016  */
1017 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1018 {
1019     FlacFrame *frame;
1020     int32_t *left, *right;
1021     int i, n;
1022
1023     frame = &s->frame;
1024     n     = frame->blocksize;
1025     left  = frame->subframes[0].samples;
1026     right = frame->subframes[1].samples;
1027
1028     if (s->channels != 2) {
1029         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1030         return;
1031     }
1032
1033     if (s->options.ch_mode < 0) {
1034         int max_rice_param = (1 << frame->subframes[0].rc.coding_mode) - 2;
1035         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n, max_rice_param);
1036     } else
1037         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1038
1039     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1040     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1041         return;
1042     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1043         int32_t tmp;
1044         for (i = 0; i < n; i++) {
1045             tmp      = left[i];
1046             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1047             right[i] =  tmp - right[i];
1048         }
1049         frame->subframes[1].obits++;
1050     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1051         for (i = 0; i < n; i++)
1052             right[i] = left[i] - right[i];
1053         frame->subframes[1].obits++;
1054     } else {
1055         for (i = 0; i < n; i++)
1056             left[i] -= right[i];
1057         frame->subframes[0].obits++;
1058     }
1059 }
1060
1061
1062 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1063 {
1064     uint8_t tmp;
1065     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1066 }
1067
1068
1069 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1070 {
1071     FlacFrame *frame;
1072     int crc;
1073
1074     frame = &s->frame;
1075
1076     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1077     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1078     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1079
1080     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1081         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1082     else
1083         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1084
1085     put_bits(&s->pb, 3, s->bps_code);
1086     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1087     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1088
1089     if (frame->bs_code[0] == 6)
1090         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1091     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1092         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1093
1094     if (s->sr_code[0] == 12)
1095         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1096     else if (s->sr_code[0] > 12)
1097         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1098
1099     flush_put_bits(&s->pb);
1100     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1101                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1102     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1103 }
1104
1105
1106 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1107 {
1108     int ch;
1109
1110     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1111         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1112         int i, p, porder, psize;
1113         int32_t *part_end;
1114         int32_t *res       =  sub->residual;
1115         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1116
1117         /* subframe header */
1118         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1119         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1120         put_bits(&s->pb, 1, !!sub->wasted);
1121         if (sub->wasted)
1122             put_bits(&s->pb, sub->wasted, 1);
1123
1124         /* subframe */
1125         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1126             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1127         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1128             while (res < frame_end)
1129                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1130         } else {
1131             /* warm-up samples */
1132             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1133                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1134
1135             /* LPC coefficients */
1136             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1137                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1138                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1139                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1140                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1141                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1142             }
1143
1144             /* rice-encoded block */
1145             put_bits(&s->pb, 2, sub->rc.coding_mode - 4);
1146
1147             /* partition order */
1148             porder  = sub->rc.porder;
1149             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1150             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1151
1152             /* residual */
1153             part_end  = &sub->residual[psize];
1154             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1155                 int k = sub->rc.params[p];
1156                 put_bits(&s->pb, sub->rc.coding_mode, k);
1157                 while (res < part_end)
1158                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1159                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1160             }
1161         }
1162     }
1163 }
1164
1165
1166 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1167 {
1168     int crc;
1169     flush_put_bits(&s->pb);
1170     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1171                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1172     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1173     flush_put_bits(&s->pb);
1174 }
1175
1176
1177 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1178 {
1179     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1180     write_frame_header(s);
1181     write_subframes(s);
1182     write_frame_footer(s);
1183     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1184 }
1185
1186
1187 static int update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
1188 {
1189     const uint8_t *buf;
1190     int buf_size = s->frame.blocksize * s->channels *
1191                    ((s->avctx->bits_per_raw_sample + 7) / 8);
1192
1193     if (s->avctx->bits_per_raw_sample > 16 || HAVE_BIGENDIAN) {
1194         av_fast_malloc(&s->md5_buffer, &s->md5_buffer_size, buf_size);
1195         if (!s->md5_buffer)
1196             return AVERROR(ENOMEM);
1197     }
1198
1199     if (s->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1200         buf = (const uint8_t *)samples;
1201 #if HAVE_BIGENDIAN
1202         s->bdsp.bswap16_buf((uint16_t *) s->md5_buffer,
1203                             (const uint16_t *) samples, buf_size / 2);
1204         buf = s->md5_buffer;
1205 #endif
1206     } else {
1207         int i;
1208         const int32_t *samples0 = samples;
1209         uint8_t *tmp            = s->md5_buffer;
1210
1211         for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1212             int32_t v = samples0[i] >> 8;
1213             *tmp++    = (v      ) & 0xFF;
1214             *tmp++    = (v >>  8) & 0xFF;
1215             *tmp++    = (v >> 16) & 0xFF;
1216         }
1217         buf = s->md5_buffer;
1218     }
1219     av_md5_update(s->md5ctx, buf, buf_size);
1220
1221     return 0;
1222 }
1223
1224
1225 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1226                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1227 {
1228     FlacEncodeContext *s;
1229     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1230
1231     s = avctx->priv_data;
1232
1233     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1234     if (!frame) {
1235         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1236         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1237         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1238
1239 #if FF_API_SIDEDATA_ONLY_PKT
1240 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1241         if (avctx->side_data_only_packets && !s->flushed) {
1242 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1243 #else
1244         if (!s->flushed) {
1245 #endif
1246             uint8_t *side_data = av_packet_new_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA,
1247                                                          avctx->extradata_size);
1248             if (!side_data)
1249                 return AVERROR(ENOMEM);
1250             memcpy(side_data, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
1251
1252             avpkt->pts = s->next_pts;
1253
1254             *got_packet_ptr = 1;
1255             s->flushed = 1;
1256         }
1257
1258         return 0;
1259     }
1260
1261     /* change max_framesize for small final frame */
1262     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1263         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1264                                                       s->channels,
1265                                                       avctx->bits_per_raw_sample);
1266     }
1267
1268     init_frame(s, frame->nb_samples);
1269
1270     copy_samples(s, frame->data[0]);
1271
1272     channel_decorrelation(s);
1273
1274     remove_wasted_bits(s);
1275
1276     frame_bytes = encode_frame(s);
1277
1278     /* Fall back on verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1279        would be if encoded uncompressed. */
1280     if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > s->max_framesize) {
1281         s->frame.verbatim_only = 1;
1282         frame_bytes = encode_frame(s);
1283         if (frame_bytes < 0) {
1284             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad frame count\n");
1285             return frame_bytes;
1286         }
1287     }
1288
1289     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, frame_bytes))) {
1290         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
1291         return ret;
1292     }
1293
1294     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1295
1296     s->frame_count++;
1297     s->sample_count += frame->nb_samples;
1298     if ((ret = update_md5_sum(s, frame->data[0])) < 0) {
1299         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error updating MD5 checksum\n");
1300         return ret;
1301     }
1302     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1303         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1304     if (out_bytes < s->min_framesize)
1305         s->min_framesize = out_bytes;
1306
1307     avpkt->pts      = frame->pts;
1308     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1309     avpkt->size     = out_bytes;
1310
1311     s->next_pts = avpkt->pts + avpkt->duration;
1312
1313     *got_packet_ptr = 1;
1314     return 0;
1315 }
1316
1317
1318 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1319 {
1320     if (avctx->priv_data) {
1321         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1322         av_freep(&s->md5ctx);
1323         av_freep(&s->md5_buffer);
1324         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1325     }
1326     av_freep(&avctx->extradata);
1327     avctx->extradata_size = 0;
1328     return 0;
1329 }
1330
1331 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1332 static const AVOption options[] = {
1333 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1334 { "lpc_type", "LPC algorithm", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_LPC_TYPE_DEFAULT }, FF_LPC_TYPE_DEFAULT, FF_LPC_TYPE_NB-1, FLAGS, "lpc_type" },
1335 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1336 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1337 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1338 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1339 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1 }, 1, INT_MAX, FLAGS },
1340 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1341 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1342 { "prediction_order_method", "Search method for selecting prediction order", offsetof(FlacEncodeContext, options.prediction_order_method), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 }, -1, ORDER_METHOD_LOG, FLAGS, "predm" },
1343 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1344 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1345 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1346 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1347 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1348 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1349 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1350 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1351 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1352 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1353 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1354 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1355 { "min_prediction_order", NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_prediction_order), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, MAX_LPC_ORDER, FLAGS },
1356 { "max_prediction_order", NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_prediction_order), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, MAX_LPC_ORDER, FLAGS },
1357
1358 { NULL },
1359 };
1360
1361 static const AVClass flac_encoder_class = {
1362     "FLAC encoder",
1363     av_default_item_name,
1364     options,
1365     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1366 };
1367
1368 AVCodec ff_flac_encoder = {
1369     .name           = "flac",
1370     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1371     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1372     .id             = AV_CODEC_ID_FLAC,
1373     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1374     .init           = flac_encode_init,
1375     .encode2        = flac_encode_frame,
1376     .close          = flac_encode_close,
1377     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1378     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1379                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
1380                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1381     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1382 };