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

   1 /*
   2  * FLAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/avassert.h"
  23 #include "libavutil/crc.h"
  24 #include "libavutil/intmath.h"
  25 #include "libavutil/md5.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "dsputil.h"
  29 #include "put_bits.h"
  30 #include "golomb.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "lpc.h"
  33 #include "flac.h"
  34 #include "flacdata.h"
  35 #include "flacdsp.h"
  36
  37 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  38 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  39 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  40 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  41
  42 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  43 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  44 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  45 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  46 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  47
  48 enum CodingMode {
  49     CODING_MODE_RICE  = 4,
  50     CODING_MODE_RICE2 = 5,
  51 };
  52
  53 typedef struct CompressionOptions {
  54     int compression_level;
  55     int block_time_ms;
  56     enum FFLPCType lpc_type;
  57     int lpc_passes;
  58     int lpc_coeff_precision;
  59     int min_prediction_order;
  60     int max_prediction_order;
  61     int prediction_order_method;
  62     int min_partition_order;
  63     int max_partition_order;
  64     int ch_mode;
  65 } CompressionOptions;
  66
  67 typedef struct RiceContext {
  68     enum CodingMode coding_mode;
  69     int porder;
  70     int params[MAX_PARTITIONS];
  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     DSPContext dsp;
 117     FLACDSPContext flac_dsp;
 118 } FlacEncodeContext;
 119
 120
 121 /**
 122  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 123  */
 124 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 125 {
 126     PutBitContext pb;
 127
 128     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 129     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 130
 131     /* streaminfo metadata block */
 132     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 133     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 134     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 135     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 136     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 137     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 138     put_bits(&pb,  5, s->avctx->bits_per_raw_sample - 1);
 139     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 140     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 141     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 142     flush_put_bits(&pb);
 143     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 144 }
 145
 146
 147 /**
 148  * Set blocksize based on samplerate.
 149  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 150  */
 151 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 152 {
 153     int i;
 154     int target;
 155     int blocksize;
 156
 157     av_assert0(samplerate > 0);
 158     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 159     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 160     for (i = 0; i < 16; i++) {
 161         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 162             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 163             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 164         }
 165     }
 166     return blocksize;
 167 }
 168
 169
 170 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 171 {
 172     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 173     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 174
 175     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 176
 177     switch (opt->lpc_type) {
 178     case FF_LPC_TYPE_NONE:
 179         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 180         break;
 181     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
 182         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 183         break;
 184     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
 185         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 186         break;
 187     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 188         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 189                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 190         break;
 191     }
 192
 193     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 194            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 195
 196     switch (opt->prediction_order_method) {
 197     case ORDER_METHOD_EST:
 198         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 199         break;
 200     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 201         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 202         break;
 203     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 204         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 205         break;
 206     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 207         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 208         break;
 209     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 210         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 211         break;
 212     case ORDER_METHOD_LOG:
 213         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 214         break;
 215     }
 216
 217
 218     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 219            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 220
 221     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 222
 223     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 224            opt->lpc_coeff_precision);
 225 }
 226
 227
 228 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 229 {
 230     int freq = avctx->sample_rate;
 231     int channels = avctx->channels;
 232     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 233     int i, level, ret;
 234     uint8_t *streaminfo;
 235
 236     s->avctx = avctx;
 237
 238     switch (avctx->sample_fmt) {
 239     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 240         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
 241         s->bps_code                = 4;
 242         break;
 243     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 244         if (avctx->bits_per_raw_sample != 24)
 245             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
 246         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
 247         s->bps_code                = 6;
 248         break;
 249     }
 250
 251     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS) {
 252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d channels not supported (max %d)\n",
 253                channels, FLAC_MAX_CHANNELS);
 254         return AVERROR(EINVAL);
 255     }
 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             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d Hz not supported\n", freq);
 282             return AVERROR(EINVAL);
 283         }
 284         s->samplerate = freq;
 285     }
 286
 287     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 288     if (avctx->compression_level < 0)
 289         s->options.compression_level = 5;
 290     else
 291         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 292
 293     level = s->options.compression_level;
 294     if (level > 12) {
 295         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 296                s->options.compression_level);
 297         return AVERROR(EINVAL);
 298     }
 299
 300     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 301
 302     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
 303         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
 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, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 307                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 308
 309     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 310     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 311
 312     if (s->options.prediction_order_method < 0)
 313         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 314                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 315                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 316                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 317                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 318
 319     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
 320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 321                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 322         return AVERROR(EINVAL);
 323     }
 324     if (s->options.min_partition_order < 0)
 325         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 326     if (s->options.max_partition_order < 0)
 327         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 328
 329     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 330         s->options.min_prediction_order = 0;
 331     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 332         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 333             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 334                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 335                        avctx->min_prediction_order);
 336                 return AVERROR(EINVAL);
 337             }
 338         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 339                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 340             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 341                    avctx->min_prediction_order);
 342             return AVERROR(EINVAL);
 343         }
 344         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 345     }
 346     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 347         s->options.max_prediction_order = 0;
 348     } else 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_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 352                        avctx->max_prediction_order);
 353                 return AVERROR(EINVAL);
 354             }
 355         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 356                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 357             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 358                    avctx->max_prediction_order);
 359             return AVERROR(EINVAL);
 360         }
 361         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 362     }
 363     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 364         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 365                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 366         return AVERROR(EINVAL);
 367     }
 368
 369     if (avctx->frame_size > 0) {
 370         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 371                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 372             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 373                    avctx->frame_size);
 374             return AVERROR(EINVAL);
 375         }
 376     } else {
 377         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 378     }
 379     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 380
 381     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 382     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 383                                                   s->channels,
 384                                                   s->avctx->bits_per_raw_sample);
 385
 386     /* initialize MD5 context */
 387     s->md5ctx = av_md5_alloc();
 388     if (!s->md5ctx)
 389         return AVERROR(ENOMEM);
 390     av_md5_init(s->md5ctx);
 391
 392     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 393     if (!streaminfo)
 394         return AVERROR(ENOMEM);
 395     write_streaminfo(s, streaminfo);
 396     avctx->extradata = streaminfo;
 397     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 398
 399     s->frame_count   = 0;
 400     s->min_framesize = s->max_framesize;
 401
 402 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 403     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 404     if (!avctx->coded_frame)
 405         return AVERROR(ENOMEM);
 406 #endif
 407
 408     if (channels == 3 &&
 409             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
 410         channels == 4 &&
 411             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
 412             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
 413         channels == 5 &&
 414             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
 415             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
 416         channels == 6 &&
 417             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
 418             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
 419         if (avctx->channel_layout) {
 420             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
 421                                              "output stream will have incorrect "
 422                                              "channel layout.\n");
 423         } else {
 424             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
 425                                                "will use Flac channel layout for "
 426                                                "%d channels.\n", channels);
 427         }
 428     }
 429
 430     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 431                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 432
 433     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 434     ff_flacdsp_init(&s->flac_dsp, avctx->sample_fmt,
 435                     avctx->bits_per_raw_sample);
 436
 437     dprint_compression_options(s);
 438
 439     return ret;
 440 }
 441
 442
 443 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
 444 {
 445     int i, ch;
 446     FlacFrame *frame;
 447
 448     frame = &s->frame;
 449
 450     for (i = 0; i < 16; i++) {
 451         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 452             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 453             frame->bs_code[0] = i;
 454             frame->bs_code[1] = 0;
 455             break;
 456         }
 457     }
 458     if (i == 16) {
 459         frame->blocksize = nb_samples;
 460         if (frame->blocksize <= 256) {
 461             frame->bs_code[0] = 6;
 462             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 463         } else {
 464             frame->bs_code[0] = 7;
 465             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 466         }
 467     }
 468
 469     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 470         FlacSubframe *sub = &frame->subframes[ch];
 471
 472         sub->wasted = 0;
 473         sub->obits  = s->avctx->bits_per_raw_sample;
 474
 475         if (sub->obits > 16)
 476             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE2;
 477         else
 478             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
 479     }
 480
 481     frame->verbatim_only = 0;
 482 }
 483
 484
 485 /**
 486  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 487  */
 488 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
 489 {
 490     int i, j, ch;
 491     FlacFrame *frame;
 492     int shift = av_get_bytes_per_sample(s->avctx->sample_fmt) * 8 -
 493                 s->avctx->bits_per_raw_sample;
 494
 495 #define COPY_SAMPLES(bits) do {                                     \
 496     const int ## bits ## _t *samples0 = samples;                    \
 497     frame = &s->frame;                                              \
 498     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)                   \
 499         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)                   \
 500             frame->subframes[ch].samples[i] = samples0[j] >> shift; \
 501 } while (0)
 502
 503     if (s->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16)
 504         COPY_SAMPLES(16);
 505     else
 506         COPY_SAMPLES(32);
 507 }
 508
 509
 510 static uint64_t rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 511 {
 512     int i;
 513     uint64_t count = 0;
 514
 515     for (i = 0; i < n; i++) {
 516         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 517         v ^= v >> 31;
 518         count += (v >> k) + 1 + k;
 519     }
 520     return count;
 521 }
 522
 523
 524 static uint64_t subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 525                                      int pred_order)
 526 {
 527     int p, porder, psize;
 528     int i, part_end;
 529     uint64_t count = 0;
 530
 531     /* subframe header */
 532     count += 8;
 533
 534     /* subframe */
 535     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 536         count += sub->obits;
 537     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 538         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 539     } else {
 540         /* warm-up samples */
 541         count += pred_order * sub->obits;
 542
 543         /* LPC coefficients */
 544         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 545             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 546
 547         /* rice-encoded block */
 548         count += 2;
 549
 550         /* partition order */
 551         porder = sub->rc.porder;
 552         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 553         count += 4;
 554
 555         /* residual */
 556         i        = pred_order;
 557         part_end = psize;
 558         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 559             int k = sub->rc.params[p];
 560             count += sub->rc.coding_mode;
 561             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 562             i = part_end;
 563             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 564         }
 565     }
 566
 567     return count;
 568 }
 569
 570
 571 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 572
 573 /**
 574  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 575  */
 576 static int find_optimal_param(uint64_t sum, int n, int max_param)
 577 {
 578     int k;
 579     uint64_t sum2;
 580
 581     if (sum <= n >> 1)
 582         return 0;
 583     sum2 = sum - (n >> 1);
 584     k    = av_log2(av_clipl_int32(sum2 / n));
 585     return FFMIN(k, max_param);
 586 }
 587
 588
 589 static uint64_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 590                                          uint64_t *sums, int n, int pred_order)
 591 {
 592     int i;
 593     int k, cnt, part, max_param;
 594     uint64_t all_bits;
 595
 596     max_param = (1 << rc->coding_mode) - 2;
 597
 598     part     = (1 << porder);
 599     all_bits = 4 * part;
 600
 601     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 602     for (i = 0; i < part; i++) {
 603         k = find_optimal_param(sums[i], cnt, max_param);
 604         rc->params[i] = k;
 605         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 606         cnt = n >> porder;
 607     }
 608
 609     rc->porder = porder;
 610
 611     return all_bits;
 612 }
 613
 614
 615 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 616                       uint64_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 617 {
 618     int i, j;
 619     int parts;
 620     uint32_t *res, *res_end;
 621
 622     /* sums for highest level */
 623     parts   = (1 << pmax);
 624     res     = &data[pred_order];
 625     res_end = &data[n >> pmax];
 626     for (i = 0; i < parts; i++) {
 627         uint64_t sum = 0;
 628         while (res < res_end)
 629             sum += *(res++);
 630         sums[pmax][i] = sum;
 631         res_end += n >> pmax;
 632     }
 633     /* sums for lower levels */
 634     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 635         parts = (1 << i);
 636         for (j = 0; j < parts; j++)
 637             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 638     }
 639 }
 640
 641
 642 static uint64_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 643                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 644 {
 645     int i;
 646     uint64_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 647     int opt_porder;
 648     RiceContext tmp_rc;
 649     uint32_t *udata;
 650     uint64_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
 651
 652     av_assert1(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 653     av_assert1(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 654     av_assert1(pmin <= pmax);
 655
 656     tmp_rc.coding_mode = rc->coding_mode;
 657
 658     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 659     for (i = 0; i < n; i++)
 660         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 661
 662     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 663
 664     opt_porder = pmin;
 665     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 666     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 667         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 668         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 669             opt_porder = i;
 670             *rc = tmp_rc;
 671         }
 672     }
 673
 674     av_freep(&udata);
 675     return bits[opt_porder];
 676 }
 677
 678
 679 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 680 {
 681     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 682     if (order > 0)
 683         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 684     return porder;
 685 }
 686
 687
 688 static uint64_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 689                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 690 {
 691     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 692                                s->frame.blocksize, pred_order);
 693     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 694                                s->frame.blocksize, pred_order);
 695
 696     uint64_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + sub->rc.coding_mode;
 697     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 698         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 699     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 700                              s->frame.blocksize, pred_order);
 701     return bits;
 702 }
 703
 704
 705 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 706                                   int order)
 707 {
 708     int i;
 709
 710     for (i = 0; i < order; i++)
 711         res[i] = smp[i];
 712
 713     if (order == 0) {
 714         for (i = order; i < n; i++)
 715             res[i] = smp[i];
 716     } else if (order == 1) {
 717         for (i = order; i < n; i++)
 718             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 719     } else if (order == 2) {
 720         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 721         for (i = order; i < n; i += 2) {
 722             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 723             res[i]   = b - a;
 724             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 725             res[i+1] = a - b;
 726         }
 727     } else if (order == 3) {
 728         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 729         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 730         for (i = order; i < n; i += 2) {
 731             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 732             int d    = b - a;
 733             res[i]   = d - c;
 734             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 735             c        = a - b;
 736             res[i+1] = c - d;
 737         }
 738     } else {
 739         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 740         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 741         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 742         for (i = order; i < n; i += 2) {
 743             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 744             int d    = b - a;
 745             int f    = d - c;
 746             res[i  ] = f - e;
 747             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 748             c        = a - b;
 749             e        = c - d;
 750             res[i+1] = e - f;
 751         }
 752     }
 753 }
 754
 755
 756 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 757 {
 758     int i, n;
 759     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 760     FlacFrame *frame;
 761     FlacSubframe *sub;
 762     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 763     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 764     int32_t *res, *smp;
 765
 766     frame = &s->frame;
 767     sub   = &frame->subframes[ch];
 768     res   = sub->residual;
 769     smp   = sub->samples;
 770     n     = frame->blocksize;
 771
 772     /* CONSTANT */
 773     for (i = 1; i < n; i++)
 774         if(smp[i] != smp[0])
 775             break;
 776     if (i == n) {
 777         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 778         res[0] = smp[0];
 779         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 780     }
 781
 782     /* VERBATIM */
 783     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 784         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 785         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 786         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 787     }
 788
 789     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 790     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 791     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 792
 793     /* FIXED */
 794     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 795     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
 796         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 797         uint64_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 798         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 799             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 800         opt_order = 0;
 801         bits[0]   = UINT32_MAX;
 802         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 803             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 804             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 805             if (bits[i] < bits[opt_order])
 806                 opt_order = i;
 807         }
 808         sub->order     = opt_order;
 809         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 810         if (sub->order != max_order) {
 811             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 812             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 813         }
 814         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 815     }
 816
 817     /* LPC */
 818     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 819     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 820                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 821                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 822                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 823
 824     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 825         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 826         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 827         int levels = 1 << omethod;
 828         uint64_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 829         int order       = -1;
 830         int opt_index   = levels-1;
 831         opt_order       = max_order-1;
 832         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 833         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 834             int last_order = order;
 835             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 836             order = av_clip(order, min_order - 1, max_order - 1);
 837             if (order == last_order)
 838                 continue;
 839             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, order+1, coefs[order],
 840                                    shift[order]);
 841             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 842             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 843                 opt_index = i;
 844                 opt_order = order;
 845             }
 846         }
 847         opt_order++;
 848     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 849         // brute-force optimal order search
 850         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 851         opt_order = 0;
 852         bits[0]   = UINT32_MAX;
 853         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 854             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 855             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 856             if (bits[i] < bits[opt_order])
 857                 opt_order = i;
 858         }
 859         opt_order++;
 860     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 861         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 862         int step;
 863
 864         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 865         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 866
 867         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 868             int last = opt_order;
 869             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 870                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 871                     continue;
 872                 s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 873                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 874                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 875                     opt_order = i;
 876             }
 877         }
 878         opt_order++;
 879     }
 880
 881     sub->order     = opt_order;
 882     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 883     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 884     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 885         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 886
 887     s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 888
 889     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 890
 891     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 892 }
 893
 894
 895 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 896 {
 897     uint8_t av_unused tmp;
 898     int count;
 899
 900     /*
 901     <14> Sync code
 902     <1>  Reserved
 903     <1>  Blocking strategy
 904     <4>  Block size in inter-channel samples
 905     <4>  Sample rate
 906     <4>  Channel assignment
 907     <3>  Sample size in bits
 908     <1>  Reserved
 909     */
 910     count = 32;
 911
 912     /* coded frame number */
 913     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
 914
 915     /* explicit block size */
 916     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
 917         count += 8;
 918     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
 919         count += 16;
 920
 921     /* explicit sample rate */
 922     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
 923
 924     /* frame header CRC-8 */
 925     count += 8;
 926
 927     return count;
 928 }
 929
 930
 931 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 932 {
 933     int ch;
 934     uint64_t count;
 935
 936     count = count_frame_header(s);
 937
 938     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 939         count += encode_residual_ch(s, ch);
 940
 941     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
 942     count += 16;                    // CRC-16
 943
 944     count >>= 3;
 945     if (count > INT_MAX)
 946         return AVERROR_BUG;
 947     return count;
 948 }
 949
 950
 951 static void remove_wasted_bits(FlacEncodeContext *s)
 952 {
 953     int ch, i;
 954
 955     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 956         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
 957         int32_t v         = 0;
 958
 959         for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++) {
 960             v |= sub->samples[i];
 961             if (v & 1)
 962                 break;
 963         }
 964
 965         if (v && !(v & 1)) {
 966             v = av_ctz(v);
 967
 968             for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++)
 969                 sub->samples[i] >>= v;
 970
 971             sub->wasted = v;
 972             sub->obits -= v;
 973
 974             /* for 24-bit, check if removing wasted bits makes the range better
 975                suited for using RICE instead of RICE2 for entropy coding */
 976             if (sub->obits <= 17)
 977                 sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
 978         }
 979     }
 980 }
 981
 982
 983 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n,
 984                                 int max_rice_param)
 985 {
 986     int i, best;
 987     int32_t lt, rt;
 988     uint64_t sum[4];
 989     uint64_t score[4];
 990     int k;
 991
 992     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
 993     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 994     for (i = 2; i < n; i++) {
 995         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
 996         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
 997         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
 998         sum[3] += FFABS(lt - rt);
 999         sum[0] += FFABS(lt);
1000         sum[1] += FFABS(rt);
1001     }
1002     /* estimate bit counts */
1003     for (i = 0; i < 4; i++) {
1004         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n, max_rice_param);
1005         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1006     }
1007
1008     /* calculate score for each mode */
1009     score[0] = sum[0] + sum[1];
1010     score[1] = sum[0] + sum[3];
1011     score[2] = sum[1] + sum[3];
1012     score[3] = sum[2] + sum[3];
1013
1014     /* return mode with lowest score */
1015     best = 0;
1016     for (i = 1; i < 4; i++)
1017         if (score[i] < score[best])
1018             best = i;
1019
1020     return best;
1021 }
1022
1023
1024 /**
1025  * Perform stereo channel decorrelation.
1026  */
1027 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1028 {
1029     FlacFrame *frame;
1030     int32_t *left, *right;
1031     int i, n;
1032
1033     frame = &s->frame;
1034     n     = frame->blocksize;
1035     left  = frame->subframes[0].samples;
1036     right = frame->subframes[1].samples;
1037
1038     if (s->channels != 2) {
1039         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1040         return;
1041     }
1042
1043     if (s->options.ch_mode < 0) {
1044         int max_rice_param = (1 << frame->subframes[0].rc.coding_mode) - 2;
1045         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n, max_rice_param);
1046     } else
1047         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1048
1049     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1050     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1051         return;
1052     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1053         int32_t tmp;
1054         for (i = 0; i < n; i++) {
1055             tmp      = left[i];
1056             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1057             right[i] =  tmp - right[i];
1058         }
1059         frame->subframes[1].obits++;
1060     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1061         for (i = 0; i < n; i++)
1062             right[i] = left[i] - right[i];
1063         frame->subframes[1].obits++;
1064     } else {
1065         for (i = 0; i < n; i++)
1066             left[i] -= right[i];
1067         frame->subframes[0].obits++;
1068     }
1069 }
1070
1071
1072 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1073 {
1074     uint8_t tmp;
1075     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1076 }
1077
1078
1079 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1080 {
1081     FlacFrame *frame;
1082     int crc;
1083
1084     frame = &s->frame;
1085
1086     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1087     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1088     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1089
1090     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1091         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1092     else
1093         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1094
1095     put_bits(&s->pb, 3, s->bps_code);
1096     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1097     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1098
1099     if (frame->bs_code[0] == 6)
1100         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1101     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1102         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1103
1104     if (s->sr_code[0] == 12)
1105         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1106     else if (s->sr_code[0] > 12)
1107         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1108
1109     flush_put_bits(&s->pb);
1110     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1111                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1112     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1113 }
1114
1115
1116 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1117 {
1118     int ch;
1119
1120     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1121         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1122         int i, p, porder, psize;
1123         int32_t *part_end;
1124         int32_t *res       =  sub->residual;
1125         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1126
1127         /* subframe header */
1128         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1129         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1130         put_bits(&s->pb, 1, !!sub->wasted);
1131         if (sub->wasted)
1132             put_bits(&s->pb, sub->wasted, 1);
1133
1134         /* subframe */
1135         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1136             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1137         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1138             while (res < frame_end)
1139                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1140         } else {
1141             /* warm-up samples */
1142             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1143                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1144
1145             /* LPC coefficients */
1146             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1147                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1148                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1149                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1150                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1151                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1152             }
1153
1154             /* rice-encoded block */
1155             put_bits(&s->pb, 2, sub->rc.coding_mode - 4);
1156
1157             /* partition order */
1158             porder  = sub->rc.porder;
1159             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1160             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1161
1162             /* residual */
1163             part_end  = &sub->residual[psize];
1164             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1165                 int k = sub->rc.params[p];
1166                 put_bits(&s->pb, sub->rc.coding_mode, k);
1167                 while (res < part_end)
1168                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1169                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1170             }
1171         }
1172     }
1173 }
1174
1175
1176 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1177 {
1178     int crc;
1179     flush_put_bits(&s->pb);
1180     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1181                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1182     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1183     flush_put_bits(&s->pb);
1184 }
1185
1186
1187 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1188 {
1189     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1190     write_frame_header(s);
1191     write_subframes(s);
1192     write_frame_footer(s);
1193     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1194 }
1195
1196
1197 static int update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
1198 {
1199     const uint8_t *buf;
1200     int buf_size = s->frame.blocksize * s->channels *
1201                    ((s->avctx->bits_per_raw_sample + 7) / 8);
1202
1203     if (s->avctx->bits_per_raw_sample > 16 || HAVE_BIGENDIAN) {
1204         av_fast_malloc(&s->md5_buffer, &s->md5_buffer_size, buf_size);
1205         if (!s->md5_buffer)
1206             return AVERROR(ENOMEM);
1207     }
1208
1209     if (s->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1210         buf = (const uint8_t *)samples;
1211 #if HAVE_BIGENDIAN
1212         s->dsp.bswap16_buf((uint16_t *)s->md5_buffer,
1213                            (const uint16_t *)samples, buf_size / 2);
1214         buf = s->md5_buffer;
1215 #endif
1216     } else {
1217         int i;
1218         const int32_t *samples0 = samples;
1219         uint8_t *tmp            = s->md5_buffer;
1220
1221         for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1222             int32_t v = samples0[i] >> 8;
1223             *tmp++    = (v      ) & 0xFF;
1224             *tmp++    = (v >>  8) & 0xFF;
1225             *tmp++    = (v >> 16) & 0xFF;
1226         }
1227         buf = s->md5_buffer;
1228     }
1229     av_md5_update(s->md5ctx, buf, buf_size);
1230
1231     return 0;
1232 }
1233
1234
1235 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1236                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1237 {
1238     FlacEncodeContext *s;
1239     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1240
1241     s = avctx->priv_data;
1242
1243     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1244     if (!frame) {
1245         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1246         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1247         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1248         return 0;
1249     }
1250
1251     /* change max_framesize for small final frame */
1252     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1253         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1254                                                       s->channels,
1255                                                       avctx->bits_per_raw_sample);
1256     }
1257
1258     init_frame(s, frame->nb_samples);
1259
1260     copy_samples(s, frame->data[0]);
1261
1262     channel_decorrelation(s);
1263
1264     remove_wasted_bits(s);
1265
1266     frame_bytes = encode_frame(s);
1267
1268     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1269        would be if encoded uncompressed. */
1270     if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > s->max_framesize) {
1271         s->frame.verbatim_only = 1;
1272         frame_bytes = encode_frame(s);
1273         if (frame_bytes < 0) {
1274             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad frame count\n");
1275             return frame_bytes;
1276         }
1277     }
1278
1279     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame_bytes)))
1280         return ret;
1281
1282     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1283
1284     s->frame_count++;
1285     s->sample_count += frame->nb_samples;
1286     if ((ret = update_md5_sum(s, frame->data[0])) < 0) {
1287         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error updating MD5 checksum\n");
1288         return ret;
1289     }
1290     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1291         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1292     if (out_bytes < s->min_framesize)
1293         s->min_framesize = out_bytes;
1294
1295     avpkt->pts      = frame->pts;
1296     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1297     avpkt->size     = out_bytes;
1298     *got_packet_ptr = 1;
1299     return 0;
1300 }
1301
1302
1303 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1304 {
1305     if (avctx->priv_data) {
1306         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1307         av_freep(&s->md5ctx);
1308         av_freep(&s->md5_buffer);
1309         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1310     }
1311     av_freep(&avctx->extradata);
1312     avctx->extradata_size = 0;
1313 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1314     av_freep(&avctx->coded_frame);
1315 #endif
1316     return 0;
1317 }
1318
1319 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1320 static const AVOption options[] = {
1321 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1322 { "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" },
1323 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1324 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1325 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1326 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1327 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 2 }, 1, INT_MAX, FLAGS },
1328 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1329 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1330 { "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" },
1331 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1332 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1333 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1334 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1335 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1336 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1337 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1338 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1339 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1340 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1341 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1342 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1343 { NULL },
1344 };
1345
1346 static const AVClass flac_encoder_class = {
1347     "FLAC encoder",
1348     av_default_item_name,
1349     options,
1350     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1351 };
1352
1353 AVCodec ff_flac_encoder = {
1354     .name           = "flac",
1355     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1356     .id             = AV_CODEC_ID_FLAC,
1357     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1358     .init           = flac_encode_init,
1359     .encode2        = flac_encode_frame,
1360     .close          = flac_encode_close,
1361     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_LOSSLESS,
1362     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1363                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
1364                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1365     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1366     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1367 };