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

   1 /*
   2  * FLAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/crc.h"
  23 #include "libavutil/md5.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "avcodec.h"
  26 #include "get_bits.h"
  27 #include "golomb.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "lpc.h"
  30 #include "flac.h"
  31 #include "flacdata.h"
  32
  33 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  34 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  35 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  36 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  37
  38 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  39 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  40 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  41 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  42 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  43 #define MAX_RICE_PARAM     14
  44
  45 typedef struct CompressionOptions {
  46     int compression_level;
  47     int block_time_ms;
  48     enum FFLPCType lpc_type;
  49     int lpc_passes;
  50     int lpc_coeff_precision;
  51     int min_prediction_order;
  52     int max_prediction_order;
  53     int prediction_order_method;
  54     int min_partition_order;
  55     int max_partition_order;
  56     int ch_mode;
  57 } CompressionOptions;
  58
  59 typedef struct RiceContext {
  60     int porder;
  61     int params[MAX_PARTITIONS];
  62 } RiceContext;
  63
  64 typedef struct FlacSubframe {
  65     int type;
  66     int type_code;
  67     int obits;
  68     int order;
  69     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  70     int shift;
  71     RiceContext rc;
  72     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  73     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
  74 } FlacSubframe;
  75
  76 typedef struct FlacFrame {
  77     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  78     int blocksize;
  79     int bs_code[2];
  80     uint8_t crc8;
  81     int ch_mode;
  82     int verbatim_only;
  83 } FlacFrame;
  84
  85 typedef struct FlacEncodeContext {
  86     AVClass *class;
  87     PutBitContext pb;
  88     int channels;
  89     int samplerate;
  90     int sr_code[2];
  91     int max_blocksize;
  92     int min_framesize;
  93     int max_framesize;
  94     int max_encoded_framesize;
  95     uint32_t frame_count;
  96     uint64_t sample_count;
  97     uint8_t md5sum[16];
  98     FlacFrame frame;
  99     CompressionOptions options;
 100     AVCodecContext *avctx;
 101     LPCContext lpc_ctx;
 102     struct AVMD5 *md5ctx;
 103 } FlacEncodeContext;
 104
 105
 106 /**
 107  * Write streaminfo metadata block to byte array.
 108  */
 109 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 110 {
 111     PutBitContext pb;
 112
 113     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 114     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 115
 116     /* streaminfo metadata block */
 117     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 118     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
 119     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 120     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 121     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 122     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 123     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 124     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 125     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 126     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 127     flush_put_bits(&pb);
 128     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 129 }
 130
 131
 132 /**
 133  * Set blocksize based on samplerate.
 134  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
 135  */
 136 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 137 {
 138     int i;
 139     int target;
 140     int blocksize;
 141
 142     assert(samplerate > 0);
 143     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
 144     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 145     for (i = 0; i < 16; i++) {
 146         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
 147             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
 148             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
 149         }
 150     }
 151     return blocksize;
 152 }
 153
 154
 155 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
 156 {
 157     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
 158     CompressionOptions *opt   = &s->options;
 159
 160     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
 161
 162     switch (opt->lpc_type) {
 163     case FF_LPC_TYPE_NONE:
 164         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
 165         break;
 166     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
 167         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
 168         break;
 169     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
 170         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 171         break;
 172     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
 173         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
 174                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
 175         break;
 176     }
 177
 178     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 179            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
 180
 181     switch (opt->prediction_order_method) {
 182     case ORDER_METHOD_EST:
 183         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
 184         break;
 185     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
 186         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
 187         break;
 188     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
 189         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
 190         break;
 191     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
 192         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
 193         break;
 194     case ORDER_METHOD_SEARCH:
 195         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
 196         break;
 197     case ORDER_METHOD_LOG:
 198         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
 199         break;
 200     }
 201
 202
 203     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 204            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
 205
 206     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
 207
 208     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 209            opt->lpc_coeff_precision);
 210 }
 211
 212
 213 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 214 {
 215     int freq = avctx->sample_rate;
 216     int channels = avctx->channels;
 217     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 218     int i, level, ret;
 219     uint8_t *streaminfo;
 220
 221     s->avctx = avctx;
 222
 223     if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
 224         return -1;
 225
 226     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
 227         return -1;
 228     s->channels = channels;
 229
 230     /* find samplerate in table */
 231     if (freq < 1)
 232         return -1;
 233     for (i = 4; i < 12; i++) {
 234         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
 235             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
 236             s->sr_code[0] = i;
 237             s->sr_code[1] = 0;
 238             break;
 239         }
 240     }
 241     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 242     if (i == 12) {
 243         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 244             s->sr_code[0] = 12;
 245             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 246         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 247             s->sr_code[0] = 14;
 248             s->sr_code[1] = freq / 10;
 249         } else if (freq < 65535) {
 250             s->sr_code[0] = 13;
 251             s->sr_code[1] = freq;
 252         } else {
 253             return -1;
 254         }
 255         s->samplerate = freq;
 256     }
 257
 258     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 259     if (avctx->compression_level < 0)
 260         s->options.compression_level = 5;
 261     else
 262         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 263
 264     level = s->options.compression_level;
 265     if (level > 12) {
 266         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 267                s->options.compression_level);
 268         return -1;
 269     }
 270
 271     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 272
 273     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
 274         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
 275                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 276                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 277                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
 278                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
 279
 280     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 281     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 282
 283     if (s->options.prediction_order_method < 0)
 284         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 285                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 286                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 287                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 288                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 289
 290     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
 291         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 292                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 293         return AVERROR(EINVAL);
 294     }
 295     if (s->options.min_partition_order < 0)
 296         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 297     if (s->options.max_partition_order < 0)
 298         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 299
 300     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 301         s->options.min_prediction_order = 0;
 302     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
 303         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 304             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 305                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 306                        avctx->min_prediction_order);
 307                 return -1;
 308             }
 309         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 310                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 311             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 312                    avctx->min_prediction_order);
 313             return -1;
 314         }
 315         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 316     }
 317     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
 318         s->options.max_prediction_order = 0;
 319     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
 320         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
 321             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 322                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 323                        avctx->max_prediction_order);
 324                 return -1;
 325             }
 326         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 327                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 328             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 329                    avctx->max_prediction_order);
 330             return -1;
 331         }
 332         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 333     }
 334     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 336                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 337         return -1;
 338     }
 339
 340     if (avctx->frame_size > 0) {
 341         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 342                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 343             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 344                    avctx->frame_size);
 345             return -1;
 346         }
 347     } else {
 348         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 349     }
 350     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
 351
 352     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 353     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
 354                                                   s->channels, 16);
 355
 356     /* initialize MD5 context */
 357     s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
 358     if (!s->md5ctx)
 359         return AVERROR(ENOMEM);
 360     av_md5_init(s->md5ctx);
 361
 362     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 363     if (!streaminfo)
 364         return AVERROR(ENOMEM);
 365     write_streaminfo(s, streaminfo);
 366     avctx->extradata = streaminfo;
 367     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 368
 369     s->frame_count   = 0;
 370     s->min_framesize = s->max_framesize;
 371
 372 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 373     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 374     if (!avctx->coded_frame)
 375         return AVERROR(ENOMEM);
 376 #endif
 377
 378     if (channels == 3 &&
 379             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
 380         channels == 4 &&
 381             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
 382             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
 383         channels == 5 &&
 384             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
 385             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
 386         channels == 6 &&
 387             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
 388             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
 389         if (avctx->channel_layout) {
 390             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
 391                                              "output stream will have incorrect "
 392                                              "channel layout.\n");
 393         } else {
 394             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
 395                                                "will use Flac channel layout for "
 396                                                "%d channels.\n", channels);
 397         }
 398     }
 399
 400     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
 401                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 402
 403     dprint_compression_options(s);
 404
 405     return ret;
 406 }
 407
 408
 409 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
 410 {
 411     int i, ch;
 412     FlacFrame *frame;
 413
 414     frame = &s->frame;
 415
 416     for (i = 0; i < 16; i++) {
 417         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
 418             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
 419             frame->bs_code[0] = i;
 420             frame->bs_code[1] = 0;
 421             break;
 422         }
 423     }
 424     if (i == 16) {
 425         frame->blocksize = nb_samples;
 426         if (frame->blocksize <= 256) {
 427             frame->bs_code[0] = 6;
 428             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 429         } else {
 430             frame->bs_code[0] = 7;
 431             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 432         }
 433     }
 434
 435     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 436         frame->subframes[ch].obits = 16;
 437
 438     frame->verbatim_only = 0;
 439 }
 440
 441
 442 /**
 443  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
 444  */
 445 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
 446 {
 447     int i, j, ch;
 448     FlacFrame *frame;
 449
 450     frame = &s->frame;
 451     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
 452         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
 453             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 454 }
 455
 456
 457 static int rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 458 {
 459     int i;
 460     int count = 0;
 461
 462     for (i = 0; i < n; i++) {
 463         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
 464         v ^= v >> 31;
 465         count += (v >> k) + 1 + k;
 466     }
 467     return count;
 468 }
 469
 470
 471 static int subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
 472                                 int pred_order)
 473 {
 474     int p, porder, psize;
 475     int i, part_end;
 476     int count = 0;
 477
 478     /* subframe header */
 479     count += 8;
 480
 481     /* subframe */
 482     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 483         count += sub->obits;
 484     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 485         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
 486     } else {
 487         /* warm-up samples */
 488         count += pred_order * sub->obits;
 489
 490         /* LPC coefficients */
 491         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 492             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 493
 494         /* rice-encoded block */
 495         count += 2;
 496
 497         /* partition order */
 498         porder = sub->rc.porder;
 499         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
 500         count += 4;
 501
 502         /* residual */
 503         i        = pred_order;
 504         part_end = psize;
 505         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
 506             int k = sub->rc.params[p];
 507             count += 4;
 508             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
 509             i = part_end;
 510             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
 511         }
 512     }
 513
 514     return count;
 515 }
 516
 517
 518 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 519
 520 /**
 521  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
 522  */
 523 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 524 {
 525     int k;
 526     uint32_t sum2;
 527
 528     if (sum <= n >> 1)
 529         return 0;
 530     sum2 = sum - (n >> 1);
 531     k    = av_log2(n < 256 ? FASTDIV(sum2, n) : sum2 / n);
 532     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
 533 }
 534
 535
 536 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 537                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
 538 {
 539     int i;
 540     int k, cnt, part;
 541     uint32_t all_bits;
 542
 543     part     = (1 << porder);
 544     all_bits = 4 * part;
 545
 546     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 547     for (i = 0; i < part; i++) {
 548         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 549         rc->params[i] = k;
 550         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 551         cnt = n >> porder;
 552     }
 553
 554     rc->porder = porder;
 555
 556     return all_bits;
 557 }
 558
 559
 560 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 561                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 562 {
 563     int i, j;
 564     int parts;
 565     uint32_t *res, *res_end;
 566
 567     /* sums for highest level */
 568     parts   = (1 << pmax);
 569     res     = &data[pred_order];
 570     res_end = &data[n >> pmax];
 571     for (i = 0; i < parts; i++) {
 572         uint32_t sum = 0;
 573         while (res < res_end)
 574             sum += *(res++);
 575         sums[pmax][i] = sum;
 576         res_end += n >> pmax;
 577     }
 578     /* sums for lower levels */
 579     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
 580         parts = (1 << i);
 581         for (j = 0; j < parts; j++)
 582             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 583     }
 584 }
 585
 586
 587 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 588                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 589 {
 590     int i;
 591     uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 592     int opt_porder;
 593     RiceContext tmp_rc;
 594     uint32_t *udata;
 595     uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
 596
 597     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 598     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 599     assert(pmin <= pmax);
 600
 601     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 602     for (i = 0; i < n; i++)
 603         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 604
 605     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 606
 607     opt_porder = pmin;
 608     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 609     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
 610         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 611         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 612             opt_porder = i;
 613             *rc = tmp_rc;
 614         }
 615     }
 616
 617     av_freep(&udata);
 618     return bits[opt_porder];
 619 }
 620
 621
 622 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 623 {
 624     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 625     if (order > 0)
 626         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 627     return porder;
 628 }
 629
 630
 631 static uint32_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
 632                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
 633 {
 634     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
 635                                s->frame.blocksize, pred_order);
 636     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
 637                                s->frame.blocksize, pred_order);
 638
 639     uint32_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
 640     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
 641         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
 642     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
 643                              s->frame.blocksize, pred_order);
 644     return bits;
 645 }
 646
 647
 648 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 649                                   int order)
 650 {
 651     int i;
 652
 653     for (i = 0; i < order; i++)
 654         res[i] = smp[i];
 655
 656     if (order == 0) {
 657         for (i = order; i < n; i++)
 658             res[i] = smp[i];
 659     } else if (order == 1) {
 660         for (i = order; i < n; i++)
 661             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
 662     } else if (order == 2) {
 663         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 664         for (i = order; i < n; i += 2) {
 665             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 666             res[i]   = b - a;
 667             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 668             res[i+1] = a - b;
 669         }
 670     } else if (order == 3) {
 671         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 672         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 673         for (i = order; i < n; i += 2) {
 674             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 675             int d    = b - a;
 676             res[i]   = d - c;
 677             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 678             c        = a - b;
 679             res[i+1] = c - d;
 680         }
 681     } else {
 682         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
 683         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
 684         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 685         for (i = order; i < n; i += 2) {
 686             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
 687             int d    = b - a;
 688             int f    = d - c;
 689             res[i  ] = f - e;
 690             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
 691             c        = a - b;
 692             e        = c - d;
 693             res[i+1] = e - f;
 694         }
 695     }
 696 }
 697
 698
 699 #define LPC1(x) {\
 700     int c = coefs[(x)-1];\
 701     p0   += c * s;\
 702     s     = smp[i-(x)+1];\
 703     p1   += c * s;\
 704 }
 705
 706 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
 707                                     const int32_t *smp, int n, int order,
 708                                     const int32_t *coefs, int shift, int big)
 709 {
 710     int i;
 711     for (i = order; i < n; i += 2) {
 712         int s  = smp[i-order];
 713         int p0 = 0, p1 = 0;
 714         if (big) {
 715             switch (order) {
 716             case 32: LPC1(32)
 717             case 31: LPC1(31)
 718             case 30: LPC1(30)
 719             case 29: LPC1(29)
 720             case 28: LPC1(28)
 721             case 27: LPC1(27)
 722             case 26: LPC1(26)
 723             case 25: LPC1(25)
 724             case 24: LPC1(24)
 725             case 23: LPC1(23)
 726             case 22: LPC1(22)
 727             case 21: LPC1(21)
 728             case 20: LPC1(20)
 729             case 19: LPC1(19)
 730             case 18: LPC1(18)
 731             case 17: LPC1(17)
 732             case 16: LPC1(16)
 733             case 15: LPC1(15)
 734             case 14: LPC1(14)
 735             case 13: LPC1(13)
 736             case 12: LPC1(12)
 737             case 11: LPC1(11)
 738             case 10: LPC1(10)
 739             case  9: LPC1( 9)
 740                      LPC1( 8)
 741                      LPC1( 7)
 742                      LPC1( 6)
 743                      LPC1( 5)
 744                      LPC1( 4)
 745                      LPC1( 3)
 746                      LPC1( 2)
 747                      LPC1( 1)
 748             }
 749         } else {
 750             switch (order) {
 751             case  8: LPC1( 8)
 752             case  7: LPC1( 7)
 753             case  6: LPC1( 6)
 754             case  5: LPC1( 5)
 755             case  4: LPC1( 4)
 756             case  3: LPC1( 3)
 757             case  2: LPC1( 2)
 758             case  1: LPC1( 1)
 759             }
 760         }
 761         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 762         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 763     }
 764 }
 765
 766
 767 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 768                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
 769 {
 770     int i;
 771     for (i = 0; i < order; i++)
 772         res[i] = smp[i];
 773 #if CONFIG_SMALL
 774     for (i = order; i < n; i += 2) {
 775         int j;
 776         int s  = smp[i];
 777         int p0 = 0, p1 = 0;
 778         for (j = 0; j < order; j++) {
 779             int c = coefs[j];
 780             p1   += c * s;
 781             s     = smp[i-j-1];
 782             p0   += c * s;
 783         }
 784         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 785         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 786     }
 787 #else
 788     switch (order) {
 789     case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
 790     case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
 791     case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
 792     case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
 793     case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
 794     case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
 795     case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
 796     case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
 797     default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
 798     }
 799 #endif
 800 }
 801
 802
 803 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
 804 {
 805     int i, n;
 806     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
 807     FlacFrame *frame;
 808     FlacSubframe *sub;
 809     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 810     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 811     int32_t *res, *smp;
 812
 813     frame = &s->frame;
 814     sub   = &frame->subframes[ch];
 815     res   = sub->residual;
 816     smp   = sub->samples;
 817     n     = frame->blocksize;
 818
 819     /* CONSTANT */
 820     for (i = 1; i < n; i++)
 821         if(smp[i] != smp[0])
 822             break;
 823     if (i == n) {
 824         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 825         res[0] = smp[0];
 826         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 827     }
 828
 829     /* VERBATIM */
 830     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
 831         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 832         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 833         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
 834     }
 835
 836     min_order  = s->options.min_prediction_order;
 837     max_order  = s->options.max_prediction_order;
 838     omethod    = s->options.prediction_order_method;
 839
 840     /* FIXED */
 841     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 842     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
 843         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
 844         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 845         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
 846             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 847         opt_order = 0;
 848         bits[0]   = UINT32_MAX;
 849         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
 850             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 851             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
 852             if (bits[i] < bits[opt_order])
 853                 opt_order = i;
 854         }
 855         sub->order     = opt_order;
 856         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 857         if (sub->order != max_order) {
 858             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 859             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 860         }
 861         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 862     }
 863
 864     /* LPC */
 865     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 866     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
 867                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
 868                                   s->options.lpc_passes, omethod,
 869                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
 870
 871     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 872         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 873         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 874         int levels = 1 << omethod;
 875         uint32_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
 876         int order;
 877         int opt_index   = levels-1;
 878         opt_order       = max_order-1;
 879         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 880         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
 881             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 882             if (order < 0)
 883                 order = 0;
 884             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
 885             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
 886             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
 887                 opt_index = i;
 888                 opt_order = order;
 889             }
 890         }
 891         opt_order++;
 892     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 893         // brute-force optimal order search
 894         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 895         opt_order = 0;
 896         bits[0]   = UINT32_MAX;
 897         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
 898             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 899             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 900             if (bits[i] < bits[opt_order])
 901                 opt_order = i;
 902         }
 903         opt_order++;
 904     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 905         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 906         int step;
 907
 908         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 909         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 910
 911         for (step = 16; step; step >>= 1) {
 912             int last = opt_order;
 913             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
 914                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 915                     continue;
 916                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 917                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
 918                 if (bits[i] < bits[opt_order])
 919                     opt_order = i;
 920             }
 921         }
 922         opt_order++;
 923     }
 924
 925     sub->order     = opt_order;
 926     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 927     sub->shift     = shift[sub->order-1];
 928     for (i = 0; i < sub->order; i++)
 929         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 930
 931     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 932
 933     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
 934
 935     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 936 }
 937
 938
 939 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 940 {
 941     uint8_t av_unused tmp;
 942     int count;
 943
 944     /*
 945     <14> Sync code
 946     <1>  Reserved
 947     <1>  Blocking strategy
 948     <4>  Block size in inter-channel samples
 949     <4>  Sample rate
 950     <4>  Channel assignment
 951     <3>  Sample size in bits
 952     <1>  Reserved
 953     */
 954     count = 32;
 955
 956     /* coded frame number */
 957     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
 958
 959     /* explicit block size */
 960     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
 961         count += 8;
 962     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
 963         count += 16;
 964
 965     /* explicit sample rate */
 966     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
 967
 968     /* frame header CRC-8 */
 969     count += 8;
 970
 971     return count;
 972 }
 973
 974
 975 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 976 {
 977     int ch, count;
 978
 979     count = count_frame_header(s);
 980
 981     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 982         count += encode_residual_ch(s, ch);
 983
 984     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
 985     count += 16;                    // CRC-16
 986
 987     return count >> 3;
 988 }
 989
 990
 991 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
 992 {
 993     int i, best;
 994     int32_t lt, rt;
 995     uint64_t sum[4];
 996     uint64_t score[4];
 997     int k;
 998
 999     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
1000     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1001     for (i = 2; i < n; i++) {
1002         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
1003         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1004         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
1005         sum[3] += FFABS(lt - rt);
1006         sum[0] += FFABS(lt);
1007         sum[1] += FFABS(rt);
1008     }
1009     /* estimate bit counts */
1010     for (i = 0; i < 4; i++) {
1011         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
1012         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1013     }
1014
1015     /* calculate score for each mode */
1016     score[0] = sum[0] + sum[1];
1017     score[1] = sum[0] + sum[3];
1018     score[2] = sum[1] + sum[3];
1019     score[3] = sum[2] + sum[3];
1020
1021     /* return mode with lowest score */
1022     best = 0;
1023     for (i = 1; i < 4; i++)
1024         if (score[i] < score[best])
1025             best = i;
1026
1027     return best;
1028 }
1029
1030
1031 /**
1032  * Perform stereo channel decorrelation.
1033  */
1034 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1035 {
1036     FlacFrame *frame;
1037     int32_t *left, *right;
1038     int i, n;
1039
1040     frame = &s->frame;
1041     n     = frame->blocksize;
1042     left  = frame->subframes[0].samples;
1043     right = frame->subframes[1].samples;
1044
1045     if (s->channels != 2) {
1046         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1047         return;
1048     }
1049
1050     if (s->options.ch_mode < 0)
1051         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1052     else
1053         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1054
1055     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1056     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1057         return;
1058     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1059         int32_t tmp;
1060         for (i = 0; i < n; i++) {
1061             tmp      = left[i];
1062             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1063             right[i] =  tmp - right[i];
1064         }
1065         frame->subframes[1].obits++;
1066     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1067         for (i = 0; i < n; i++)
1068             right[i] = left[i] - right[i];
1069         frame->subframes[1].obits++;
1070     } else {
1071         for (i = 0; i < n; i++)
1072             left[i] -= right[i];
1073         frame->subframes[0].obits++;
1074     }
1075 }
1076
1077
1078 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1079 {
1080     uint8_t tmp;
1081     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1082 }
1083
1084
1085 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1086 {
1087     FlacFrame *frame;
1088     int crc;
1089
1090     frame = &s->frame;
1091
1092     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1093     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1094     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1095
1096     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1097         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1098     else
1099         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1100
1101     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1102     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1103     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1104
1105     if (frame->bs_code[0] == 6)
1106         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1107     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1108         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1109
1110     if (s->sr_code[0] == 12)
1111         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1112     else if (s->sr_code[0] > 12)
1113         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1114
1115     flush_put_bits(&s->pb);
1116     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1117                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1118     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1119 }
1120
1121
1122 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1123 {
1124     int ch;
1125
1126     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1127         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1128         int i, p, porder, psize;
1129         int32_t *part_end;
1130         int32_t *res       =  sub->residual;
1131         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1132
1133         /* subframe header */
1134         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1135         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1136         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1137
1138         /* subframe */
1139         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1140             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1141         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1142             while (res < frame_end)
1143                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1144         } else {
1145             /* warm-up samples */
1146             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1147                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1148
1149             /* LPC coefficients */
1150             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1151                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1152                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1153                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1154                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1155                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1156             }
1157
1158             /* rice-encoded block */
1159             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1160
1161             /* partition order */
1162             porder  = sub->rc.porder;
1163             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1164             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1165
1166             /* residual */
1167             part_end  = &sub->residual[psize];
1168             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1169                 int k = sub->rc.params[p];
1170                 put_bits(&s->pb, 4, k);
1171                 while (res < part_end)
1172                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1173                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1174             }
1175         }
1176     }
1177 }
1178
1179
1180 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1181 {
1182     int crc;
1183     flush_put_bits(&s->pb);
1184     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1185                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1186     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1187     flush_put_bits(&s->pb);
1188 }
1189
1190
1191 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1192 {
1193     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1194     write_frame_header(s);
1195     write_subframes(s);
1196     write_frame_footer(s);
1197     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1198 }
1199
1200
1201 static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
1202 {
1203 #if HAVE_BIGENDIAN
1204     int i;
1205     for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1206         int16_t smp = av_le2ne16(samples[i]);
1207         av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
1208     }
1209 #else
1210     av_md5_update(s->md5ctx, (const uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
1211 #endif
1212 }
1213
1214
1215 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1216                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1217 {
1218     FlacEncodeContext *s;
1219     const int16_t *samples;
1220     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1221
1222     s = avctx->priv_data;
1223
1224     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1225     if (!frame) {
1226         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1227         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1228         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1229         return 0;
1230     }
1231     samples = (const int16_t *)frame->data[0];
1232
1233     /* change max_framesize for small final frame */
1234     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1235         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1236                                                       s->channels, 16);
1237     }
1238
1239     init_frame(s, frame->nb_samples);
1240
1241     copy_samples(s, samples);
1242
1243     channel_decorrelation(s);
1244
1245     frame_bytes = encode_frame(s);
1246
1247     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1248        would be if encoded uncompressed. */
1249     if (frame_bytes > s->max_framesize) {
1250         s->frame.verbatim_only = 1;
1251         frame_bytes = encode_frame(s);
1252     }
1253
1254     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame_bytes)))
1255         return ret;
1256
1257     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1258
1259     s->frame_count++;
1260     s->sample_count += frame->nb_samples;
1261     update_md5_sum(s, samples);
1262     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1263         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1264     if (out_bytes < s->min_framesize)
1265         s->min_framesize = out_bytes;
1266
1267     avpkt->pts      = frame->pts;
1268     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1269     avpkt->size     = out_bytes;
1270     *got_packet_ptr = 1;
1271     return 0;
1272 }
1273
1274
1275 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1276 {
1277     if (avctx->priv_data) {
1278         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1279         av_freep(&s->md5ctx);
1280         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1281     }
1282     av_freep(&avctx->extradata);
1283     avctx->extradata_size = 0;
1284 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1285     av_freep(&avctx->coded_frame);
1286 #endif
1287     return 0;
1288 }
1289
1290 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1291 static const AVOption options[] = {
1292 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1293 { "lpc_type", "LPC algorithm", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = FF_LPC_TYPE_DEFAULT }, FF_LPC_TYPE_DEFAULT, FF_LPC_TYPE_NB-1, FLAGS, "lpc_type" },
1294 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1295 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1296 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1297 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1298 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS },
1299 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1300 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1301 { "prediction_order_method", "Search method for selecting prediction order", offsetof(FlacEncodeContext, options.prediction_order_method), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, ORDER_METHOD_LOG, FLAGS, "predm" },
1302 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1303 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1304 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1305 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1306 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1307 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1308 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1309 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1310 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1311 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1312 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1313 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .dbl = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1314 { NULL },
1315 };
1316
1317 static const AVClass flac_encoder_class = {
1318     "FLAC encoder",
1319     av_default_item_name,
1320     options,
1321     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1322 };
1323
1324 AVCodec ff_flac_encoder = {
1325     .name           = "flac",
1326     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1327     .id             = CODEC_ID_FLAC,
1328     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1329     .init           = flac_encode_init,
1330     .encode2        = flac_encode_frame,
1331     .close          = flac_encode_close,
1332     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_LOSSLESS,
1333     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1334                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1335     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1336     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1337 };