]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blobdiff - libavcodec/flacenc.c
Merge remote branch 'qatar/master'
[ffmpeg] / libavcodec / flacenc.c
index 186aad22a4047a151ec82959753f214bad09334a..051de69c40527bb34441b39f9e979e3c67fea000 100644 (file)
 /**
  * FLAC audio encoder
- * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <jruggle@earthlink.net>
+ * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
  *
- * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * This file is part of FFmpeg.
+ *
+ * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  * License as published by the Free Software Foundation; either
- * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
+ * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
- * This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
- * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
+#include "libavutil/crc.h"
+#include "libavutil/md5.h"
 #include "avcodec.h"
-#include "bitstream.h"
-#include "crc.h"
+#include "get_bits.h"
 #include "golomb.h"
-
-#define FLAC_MAX_CH  8
-#define FLAC_MIN_BLOCKSIZE  16
-#define FLAC_MAX_BLOCKSIZE  65535
+#include "lpc.h"
+#include "flac.h"
+#include "flacdata.h"
 
 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
 
-#define FLAC_CHMODE_NOT_STEREO      0
-#define FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT      1
-#define FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE       8
-#define FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE      9
-#define FLAC_CHMODE_MID_SIDE       10
-
-#define FLAC_STREAMINFO_SIZE  34
+#define MAX_FIXED_ORDER     4
+#define MAX_PARTITION_ORDER 8
+#define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
+#define MAX_LPC_PRECISION  15
+#define MAX_LPC_SHIFT      15
+#define MAX_RICE_PARAM     14
+
+typedef struct CompressionOptions {
+    int compression_level;
+    int block_time_ms;
+    enum AVLPCType lpc_type;
+    int lpc_passes;
+    int lpc_coeff_precision;
+    int min_prediction_order;
+    int max_prediction_order;
+    int prediction_order_method;
+    int min_partition_order;
+    int max_partition_order;
+} CompressionOptions;
+
+typedef struct RiceContext {
+    int porder;
+    int params[MAX_PARTITIONS];
+} RiceContext;
 
 typedef struct FlacSubframe {
     int type;
     int type_code;
     int obits;
     int order;
+    int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
+    int shift;
+    RiceContext rc;
     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
-    int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
+    int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
 } FlacSubframe;
 
 typedef struct FlacFrame {
-    FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CH];
+    FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
     int blocksize;
     int bs_code[2];
     uint8_t crc8;
     int ch_mode;
+    int verbatim_only;
 } FlacFrame;
 
 typedef struct FlacEncodeContext {
     PutBitContext pb;
     int channels;
-    int ch_code;
     int samplerate;
     int sr_code[2];
-    int blocksize;
+    int max_blocksize;
+    int min_framesize;
     int max_framesize;
+    int max_encoded_framesize;
     uint32_t frame_count;
+    uint64_t sample_count;
+    uint8_t md5sum[16];
     FlacFrame frame;
+    CompressionOptions options;
+    AVCodecContext *avctx;
+    LPCContext lpc_ctx;
+    struct AVMD5 *md5ctx;
 } FlacEncodeContext;
 
-static const int flac_samplerates[16] = {
-    0, 0, 0, 0,
-    8000, 16000, 22050, 24000, 32000, 44100, 48000, 96000,
-    0, 0, 0, 0
-};
-
-static const int flac_blocksizes[16] = {
-    0,
-    192,
-    576, 1152, 2304, 4608,
-    0, 0,
-    256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768
-};
 
 /**
- * Writes streaminfo metadata block to byte array
+ * Write streaminfo metadata block to byte array.
  */
 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 {
@@ -93,79 +110,139 @@ static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 
     /* streaminfo metadata block */
-    put_bits(&pb, 16, s->blocksize);
-    put_bits(&pb, 16, s->blocksize);
-    put_bits(&pb, 24, 0);
+    put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
+    put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
+    put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
+    /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
+    put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
+    put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
     flush_put_bits(&pb);
-    /* total samples = 0 */
-    /* MD5 signature = 0 */
+    memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 }
 
-#define BLOCK_TIME_MS 105
 
 /**
- * Sets blocksize based on samplerate
- * Chooses the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds
+ * Set blocksize based on samplerate.
+ * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
  */
-static int select_blocksize(int samplerate)
+static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 {
     int i;
     int target;
     int blocksize;
 
     assert(samplerate > 0);
-    blocksize = flac_blocksizes[1];
-    target = (samplerate * BLOCK_TIME_MS) / 1000;
-    for(i=0; i<16; i++) {
-        if(target >= flac_blocksizes[i] && flac_blocksizes[i] > blocksize) {
-            blocksize = flac_blocksizes[i];
+    blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
+    target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
+    for (i = 0; i < 16; i++) {
+        if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
+            ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
+            blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
         }
     }
     return blocksize;
 }
 
-static int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
+
+static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
+{
+    AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
+    CompressionOptions *opt   = &s->options;
+
+    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
+
+    switch (opt->lpc_type) {
+    case AV_LPC_TYPE_NONE:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
+        break;
+    case AV_LPC_TYPE_FIXED:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
+        break;
+    case AV_LPC_TYPE_LEVINSON:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
+        break;
+    case AV_LPC_TYPE_CHOLESKY:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
+               opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
+        break;
+    }
+
+    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
+           opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
+
+    switch (opt->prediction_order_method) {
+    case ORDER_METHOD_EST:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
+        break;
+    case ORDER_METHOD_2LEVEL:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
+        break;
+    case ORDER_METHOD_4LEVEL:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
+        break;
+    case ORDER_METHOD_8LEVEL:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
+        break;
+    case ORDER_METHOD_SEARCH:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
+        break;
+    case ORDER_METHOD_LOG:
+        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
+        break;
+    }
+
+
+    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
+           opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
+
+    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
+
+    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
+           opt->lpc_coeff_precision);
+}
+
+
+static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 {
     int freq = avctx->sample_rate;
     int channels = avctx->channels;
     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
-    int i;
+    int i, level, ret;
     uint8_t *streaminfo;
 
-    if(avctx->sample_fmt != SAMPLE_FMT_S16) {
+    s->avctx = avctx;
+
+    if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
         return -1;
-    }
 
-    if(channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CH) {
+    if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
         return -1;
-    }
     s->channels = channels;
-    s->ch_code = s->channels-1;
 
     /* find samplerate in table */
-    if(freq < 1)
+    if (freq < 1)
         return -1;
-    for(i=4; i<12; i++) {
-        if(freq == flac_samplerates[i]) {
-            s->samplerate = flac_samplerates[i];
+    for (i = 4; i < 12; i++) {
+        if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
+            s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
             s->sr_code[0] = i;
             s->sr_code[1] = 0;
             break;
         }
     }
     /* if not in table, samplerate is non-standard */
-    if(i == 12) {
-        if(freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
+    if (i == 12) {
+        if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
             s->sr_code[0] = 12;
             s->sr_code[1] = freq / 1000;
-        } else if(freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
+        } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
             s->sr_code[0] = 14;
             s->sr_code[1] = freq / 10;
-        } else if(freq < 65535) {
+        } else if (freq < 65535) {
             s->sr_code[0] = 13;
             s->sr_code[1] = freq;
         } else {
@@ -174,29 +251,189 @@ static int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
         s->samplerate = freq;
     }
 
-    s->blocksize = select_blocksize(s->samplerate);
-    avctx->frame_size = s->blocksize;
+    /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
+    if (avctx->compression_level < 0)
+        s->options.compression_level = 5;
+    else
+        s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 
-    /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
-    if(s->channels == 2) {
-        s->max_framesize = 14 + ((s->blocksize * 33 + 7) >> 3);
+    level = s->options.compression_level;
+    if (level > 12) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
+               s->options.compression_level);
+        return -1;
+    }
+
+    s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
+
+    s->options.lpc_type      = ((int[]){ AV_LPC_TYPE_FIXED,    AV_LPC_TYPE_FIXED,    AV_LPC_TYPE_FIXED,
+                                         AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON,
+                                         AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON,
+                                         AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON, AV_LPC_TYPE_LEVINSON,
+                                         AV_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
+
+    s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
+    s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
+
+    s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
+                                                   ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
+                                                   ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
+                                                   ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
+                                                   ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
+
+    s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
+    s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
+
+    /* set compression option overrides from AVCodecContext */
+    if (avctx->lpc_type > AV_LPC_TYPE_DEFAULT) {
+        if (avctx->lpc_type > AV_LPC_TYPE_CHOLESKY) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unknown lpc type: %d\n", avctx->lpc_type);
+            return -1;
+        }
+        s->options.lpc_type = avctx->lpc_type;
+        if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_CHOLESKY) {
+            if (avctx->lpc_passes < 0) {
+                // default number of passes for Cholesky
+                s->options.lpc_passes = 2;
+            } else if (avctx->lpc_passes == 0) {
+                av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of lpc passes: %d\n",
+                       avctx->lpc_passes);
+                return -1;
+            } else {
+                s->options.lpc_passes = avctx->lpc_passes;
+            }
+        }
+    }
+
+    if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_NONE) {
+        s->options.min_prediction_order = 0;
+    } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
+        if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_FIXED) {
+            if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
+                av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
+                       avctx->min_prediction_order);
+                return -1;
+            }
+        } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
+                   avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
+                   avctx->min_prediction_order);
+            return -1;
+        }
+        s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
+    }
+    if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_NONE) {
+        s->options.max_prediction_order = 0;
+    } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
+        if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_FIXED) {
+            if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
+                av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
+                       avctx->max_prediction_order);
+                return -1;
+            }
+        } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
+                   avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
+                   avctx->max_prediction_order);
+            return -1;
+        }
+        s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
+    }
+    if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
+               s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
+        return -1;
+    }
+
+    if (avctx->prediction_order_method >= 0) {
+        if (avctx->prediction_order_method > ORDER_METHOD_LOG) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction order method: %d\n",
+                   avctx->prediction_order_method);
+            return -1;
+        }
+        s->options.prediction_order_method = avctx->prediction_order_method;
+    }
+
+    if (avctx->min_partition_order >= 0) {
+        if (avctx->min_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min partition order: %d\n",
+                   avctx->min_partition_order);
+            return -1;
+        }
+        s->options.min_partition_order = avctx->min_partition_order;
+    }
+    if (avctx->max_partition_order >= 0) {
+        if (avctx->max_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max partition order: %d\n",
+                   avctx->max_partition_order);
+            return -1;
+        }
+        s->options.max_partition_order = avctx->max_partition_order;
+    }
+    if (s->options.max_partition_order < s->options.min_partition_order) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
+               s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
+        return -1;
+    }
+
+    if (avctx->frame_size > 0) {
+        if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
+                avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
+                   avctx->frame_size);
+            return -1;
+        }
+    } else {
+        s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
+    }
+    s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
+
+    /* set LPC precision */
+    if (avctx->lpc_coeff_precision > 0) {
+        if (avctx->lpc_coeff_precision > MAX_LPC_PRECISION) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid lpc coeff precision: %d\n",
+                   avctx->lpc_coeff_precision);
+            return -1;
+        }
+        s->options.lpc_coeff_precision = avctx->lpc_coeff_precision;
     } else {
-        s->max_framesize = 14 + (s->blocksize * s->channels * 2);
+        /* default LPC precision */
+        s->options.lpc_coeff_precision = 15;
     }
 
+    /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
+    s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
+                                                  s->channels, 16);
+
+    /* initialize MD5 context */
+    s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
+    if (!s->md5ctx)
+        return AVERROR(ENOMEM);
+    av_md5_init(s->md5ctx);
+
     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
+    if (!streaminfo)
+        return AVERROR(ENOMEM);
     write_streaminfo(s, streaminfo);
     avctx->extradata = streaminfo;
     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 
-    s->frame_count = 0;
+    s->frame_count   = 0;
+    s->min_framesize = s->max_framesize;
 
     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
-    avctx->coded_frame->key_frame = 1;
+    if (!avctx->coded_frame)
+        return AVERROR(ENOMEM);
 
-    return 0;
+    ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
+                      s->options.max_prediction_order, AV_LPC_TYPE_LEVINSON);
+
+    dprint_compression_options(s);
+
+    return ret;
 }
 
+
 static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
 {
     int i, ch;
@@ -204,17 +441,17 @@ static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
 
     frame = &s->frame;
 
-    for(i=0; i<16; i++) {
-        if(s->blocksize == flac_blocksizes[i]) {
-            frame->blocksize = flac_blocksizes[i];
+    for (i = 0; i < 16; i++) {
+        if (s->avctx->frame_size == ff_flac_blocksize_table[i]) {
+            frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
             frame->bs_code[0] = i;
             frame->bs_code[1] = 0;
             break;
         }
     }
-    if(i == 16) {
-        frame->blocksize = s->blocksize;
-        if(frame->blocksize <= 256) {
+    if (i == 16) {
+        frame->blocksize = s->avctx->frame_size;
+        if (frame->blocksize <= 256) {
             frame->bs_code[0] = 6;
             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
         } else {
@@ -223,323 +460,707 @@ static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
         }
     }
 
-    for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
         frame->subframes[ch].obits = 16;
-    }
+
+    frame->verbatim_only = 0;
 }
 
+
 /**
- * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes
+ * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
  */
-static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, int16_t *samples)
+static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
 {
     int i, j, ch;
     FlacFrame *frame;
 
     frame = &s->frame;
-    for(i=0,j=0; i<frame->blocksize; i++) {
-        for(ch=0; ch<s->channels; ch++,j++) {
+    for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
+        for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
-        }
-    }
 }
 
-static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
+
+static int rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
 {
-    int i, best;
-    int32_t lt, rt;
-    uint64_t left, right, mid, side;
-    uint64_t score[4];
+    int i;
+    int count = 0;
 
-    /* calculate sum of squares for each channel */
-    left = right = mid = side = 0;
-    for(i=2; i<n; i++) {
-        lt = left_ch[i] - 2*left_ch[i-1] + left_ch[i-2];
-        rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
-        mid   += ABS((lt + rt) >> 1);
-        side  += ABS(lt - rt);
-        left  += ABS(lt);
-        right += ABS(rt);
+    for (i = 0; i < n; i++) {
+        int32_t v = -2 * res[i] - 1;
+        v ^= v >> 31;
+        count += (v >> k) + 1 + k;
     }
+    return count;
+}
 
-    /* calculate score for each mode */
-    score[0] = left  + right;
-    score[1] = left  +  side;
-    score[2] = right +  side;
-    score[3] = mid   +  side;
 
-    /* return mode with lowest score */
-    best = 0;
-    for(i=1; i<4; i++) {
-        if(score[i] < score[best]) {
-            best = i;
-        }
-    }
-    if(best == 0) {
-        return FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT;
-    } else if(best == 1) {
-        return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
-    } else if(best == 2) {
-        return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
+static int subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
+                                int pred_order)
+{
+    int p, porder, psize;
+    int i, part_end;
+    int count = 0;
+
+    /* subframe header */
+    count += 8;
+
+    /* subframe */
+    if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
+        count += sub->obits;
+    } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
+        count += s->frame.blocksize * sub->obits;
     } else {
-        return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
+        /* warm-up samples */
+        count += pred_order * sub->obits;
+
+        /* LPC coefficients */
+        if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
+            count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
+
+        /* rice-encoded block */
+        count += 2;
+
+        /* partition order */
+        porder = sub->rc.porder;
+        psize  = s->frame.blocksize >> porder;
+        count += 4;
+
+        /* residual */
+        i        = pred_order;
+        part_end = psize;
+        for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
+            int k = sub->rc.params[p];
+            count += 4;
+            count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
+            i = part_end;
+            part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
+        }
     }
+
+    return count;
 }
 
+
+#define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
+
 /**
- * Perform stereo channel decorrelation
+ * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
  */
-static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *ctx)
+static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 {
-    FlacFrame *frame;
-    int32_t *left, *right;
-    int i, n;
+    int k;
+    uint32_t sum2;
+
+    if (sum <= n >> 1)
+        return 0;
+    sum2 = sum - (n >> 1);
+    k    = av_log2(n < 256 ? FASTDIV(sum2, n) : sum2 / n);
+    return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
+}
 
-    frame = &ctx->frame;
-    n = frame->blocksize;
-    left  = frame->subframes[0].samples;
-    right = frame->subframes[1].samples;
 
-    if(ctx->channels != 2) {
-        frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_NOT_STEREO;
-        return;
+static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
+                                         uint32_t *sums, int n, int pred_order)
+{
+    int i;
+    int k, cnt, part;
+    uint32_t all_bits;
+
+    part     = (1 << porder);
+    all_bits = 4 * part;
+
+    cnt = (n >> porder) - pred_order;
+    for (i = 0; i < part; i++) {
+        k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
+        rc->params[i] = k;
+        all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
+        cnt = n >> porder;
     }
 
-    frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
+    rc->porder = porder;
 
-    /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
-    if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT) {
-        return;
+    return all_bits;
+}
+
+
+static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
+                      uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
+{
+    int i, j;
+    int parts;
+    uint32_t *res, *res_end;
+
+    /* sums for highest level */
+    parts   = (1 << pmax);
+    res     = &data[pred_order];
+    res_end = &data[n >> pmax];
+    for (i = 0; i < parts; i++) {
+        uint32_t sum = 0;
+        while (res < res_end)
+            sum += *(res++);
+        sums[pmax][i] = sum;
+        res_end += n >> pmax;
     }
-    if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
-        int32_t tmp;
-        for(i=0; i<n; i++) {
-            tmp = left[i];
-            left[i] = (tmp + right[i]) >> 1;
-            right[i] = tmp - right[i];
-        }
-        frame->subframes[1].obits++;
-    } else if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
-        for(i=0; i<n; i++) {
-            right[i] = left[i] - right[i];
-        }
-        frame->subframes[1].obits++;
-    } else {
-        for(i=0; i<n; i++) {
-            left[i] -= right[i];
-        }
-        frame->subframes[0].obits++;
+    /* sums for lower levels */
+    for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
+        parts = (1 << i);
+        for (j = 0; j < parts; j++)
+            sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
     }
 }
 
-static void encode_residual_verbatim(FlacEncodeContext *s, int ch)
+
+static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
+                                 int32_t *data, int n, int pred_order)
 {
-    FlacFrame *frame;
-    FlacSubframe *sub;
-    int32_t *res;
-    int32_t *smp;
-    int n;
+    int i;
+    uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
+    int opt_porder;
+    RiceContext tmp_rc;
+    uint32_t *udata;
+    uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
+
+    assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
+    assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
+    assert(pmin <= pmax);
+
+    udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
+    for (i = 0; i < n; i++)
+        udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
+
+    calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
+
+    opt_porder = pmin;
+    bits[pmin] = UINT32_MAX;
+    for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
+        bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
+        if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
+            opt_porder = i;
+            *rc = tmp_rc;
+        }
+    }
+
+    av_freep(&udata);
+    return bits[opt_porder];
+}
 
-    frame = &s->frame;
-    sub = &frame->subframes[ch];
-    res = sub->residual;
-    smp = sub->samples;
-    n = frame->blocksize;
 
-    sub->order = 0;
-    sub->type = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
-    sub->type_code = sub->type;
+static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
+{
+    int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
+    if (order > 0)
+        porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
+    return porder;
+}
+
 
-    memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
+static uint32_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
+                                          FlacSubframe *sub, int pred_order)
+{
+    int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
+                               s->frame.blocksize, pred_order);
+    int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
+                               s->frame.blocksize, pred_order);
+
+    uint32_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
+    if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
+        bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
+    bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
+                             s->frame.blocksize, pred_order);
+    return bits;
 }
 
-static void encode_residual_fixed(int32_t *res, int32_t *smp, int n, int order)
+
+static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
+                                  int order)
 {
     int i;
 
-    for(i=0; i<order; i++) {
+    for (i = 0; i < order; i++)
         res[i] = smp[i];
+
+    if (order == 0) {
+        for (i = order; i < n; i++)
+            res[i] = smp[i];
+    } else if (order == 1) {
+        for (i = order; i < n; i++)
+            res[i] = smp[i] - smp[i-1];
+    } else if (order == 2) {
+        int a = smp[order-1] - smp[order-2];
+        for (i = order; i < n; i += 2) {
+            int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
+            res[i]   = b - a;
+            a        = smp[i+1] - smp[i  ];
+            res[i+1] = a - b;
+        }
+    } else if (order == 3) {
+        int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
+        int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
+        for (i = order; i < n; i += 2) {
+            int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
+            int d    = b - a;
+            res[i]   = d - c;
+            a        = smp[i+1] - smp[i  ];
+            c        = a - b;
+            res[i+1] = c - d;
+        }
+    } else {
+        int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
+        int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
+        int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
+        for (i = order; i < n; i += 2) {
+            int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
+            int d    = b - a;
+            int f    = d - c;
+            res[i  ] = f - e;
+            a        = smp[i+1] - smp[i  ];
+            c        = a - b;
+            e        = c - d;
+            res[i+1] = e - f;
+        }
     }
+}
+
 
-    if(order==0){
-        for(i=order; i<n; i++)
-            res[i]= smp[i];
-    }else if(order==1){
-        for(i=order; i<n; i++)
-            res[i]= smp[i] - smp[i-1];
-    }else if(order==2){
-        for(i=order; i<n; i++)
-            res[i]= smp[i] - 2*smp[i-1] + smp[i-2];
-    }else if(order==3){
-        for(i=order; i<n; i++)
-            res[i]= smp[i] - 3*smp[i-1] + 3*smp[i-2] - smp[i-3];
-    }else{
-        for(i=order; i<n; i++)
-            res[i]= smp[i] - 4*smp[i-1] + 6*smp[i-2] - 4*smp[i-3] + smp[i-4];
+#define LPC1(x) {\
+    int c = coefs[(x)-1];\
+    p0   += c * s;\
+    s     = smp[i-(x)+1];\
+    p1   += c * s;\
+}
+
+static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
+                                    const int32_t *smp, int n, int order,
+                                    const int32_t *coefs, int shift, int big)
+{
+    int i;
+    for (i = order; i < n; i += 2) {
+        int s  = smp[i-order];
+        int p0 = 0, p1 = 0;
+        if (big) {
+            switch (order) {
+            case 32: LPC1(32)
+            case 31: LPC1(31)
+            case 30: LPC1(30)
+            case 29: LPC1(29)
+            case 28: LPC1(28)
+            case 27: LPC1(27)
+            case 26: LPC1(26)
+            case 25: LPC1(25)
+            case 24: LPC1(24)
+            case 23: LPC1(23)
+            case 22: LPC1(22)
+            case 21: LPC1(21)
+            case 20: LPC1(20)
+            case 19: LPC1(19)
+            case 18: LPC1(18)
+            case 17: LPC1(17)
+            case 16: LPC1(16)
+            case 15: LPC1(15)
+            case 14: LPC1(14)
+            case 13: LPC1(13)
+            case 12: LPC1(12)
+            case 11: LPC1(11)
+            case 10: LPC1(10)
+            case  9: LPC1( 9)
+                     LPC1( 8)
+                     LPC1( 7)
+                     LPC1( 6)
+                     LPC1( 5)
+                     LPC1( 4)
+                     LPC1( 3)
+                     LPC1( 2)
+                     LPC1( 1)
+            }
+        } else {
+            switch (order) {
+            case  8: LPC1( 8)
+            case  7: LPC1( 7)
+            case  6: LPC1( 6)
+            case  5: LPC1( 5)
+            case  4: LPC1( 4)
+            case  3: LPC1( 3)
+            case  2: LPC1( 2)
+            case  1: LPC1( 1)
+            }
+        }
+        res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
+        res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
     }
 }
 
-static void encode_residual(FlacEncodeContext *s, int ch)
+
+static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
+                                int order, const int32_t *coefs, int shift)
 {
+    int i;
+    for (i = 0; i < order; i++)
+        res[i] = smp[i];
+#if CONFIG_SMALL
+    for (i = order; i < n; i += 2) {
+        int j;
+        int s  = smp[i];
+        int p0 = 0, p1 = 0;
+        for (j = 0; j < order; j++) {
+            int c = coefs[j];
+            p1   += c * s;
+            s     = smp[i-j-1];
+            p0   += c * s;
+        }
+        res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
+        res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
+    }
+#else
+    switch (order) {
+    case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
+    case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
+    case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
+    case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
+    case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
+    case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
+    case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
+    case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
+    default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
+    }
+#endif
+}
+
+
+static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
+{
+    int i, n;
+    int min_order, max_order, opt_order, omethod;
     FlacFrame *frame;
     FlacSubframe *sub;
-    int32_t *res;
-    int32_t *smp;
-    int n;
+    int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
+    int shift[MAX_LPC_ORDER];
+    int32_t *res, *smp;
 
     frame = &s->frame;
-    sub = &frame->subframes[ch];
-    res = sub->residual;
-    smp = sub->samples;
-    n = frame->blocksize;
+    sub   = &frame->subframes[ch];
+    res   = sub->residual;
+    smp   = sub->samples;
+    n     = frame->blocksize;
+
+    /* CONSTANT */
+    for (i = 1; i < n; i++)
+        if(smp[i] != smp[0])
+            break;
+    if (i == n) {
+        sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
+        res[0] = smp[0];
+        return subframe_count_exact(s, sub, 0);
+    }
+
+    /* VERBATIM */
+    if (frame->verbatim_only || n < 5) {
+        sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
+        memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
+        return subframe_count_exact(s, sub, 0);
+    }
+
+    min_order  = s->options.min_prediction_order;
+    max_order  = s->options.max_prediction_order;
+    omethod    = s->options.prediction_order_method;
 
-    sub->order = 2;
+    /* FIXED */
     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
-    sub->type_code = sub->type | sub->order;
-    encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
+    if (s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_NONE  ||
+        s->options.lpc_type == AV_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
+        uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
+        if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
+            max_order = MAX_FIXED_ORDER;
+        opt_order = 0;
+        bits[0]   = UINT32_MAX;
+        for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
+            encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
+            bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
+            if (bits[i] < bits[opt_order])
+                opt_order = i;
+        }
+        sub->order     = opt_order;
+        sub->type_code = sub->type | sub->order;
+        if (sub->order != max_order) {
+            encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
+            find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
+        }
+        return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
+    }
+
+    /* LPC */
+    sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
+    opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
+                                  s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
+                                  s->options.lpc_passes, omethod,
+                                  MAX_LPC_SHIFT, 0);
+
+    if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
+        omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
+        omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
+        int levels = 1 << omethod;
+        uint32_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
+        int order;
+        int opt_index   = levels-1;
+        opt_order       = max_order-1;
+        bits[opt_index] = UINT32_MAX;
+        for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
+            order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
+            if (order < 0)
+                order = 0;
+            encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
+            bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
+            if (bits[i] < bits[opt_index]) {
+                opt_index = i;
+                opt_order = order;
+            }
+        }
+        opt_order++;
+    } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
+        // brute-force optimal order search
+        uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
+        opt_order = 0;
+        bits[0]   = UINT32_MAX;
+        for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
+            encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
+            bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
+            if (bits[i] < bits[opt_order])
+                opt_order = i;
+        }
+        opt_order++;
+    } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
+        uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
+        int step;
+
+        opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
+        memset(bits, -1, sizeof(bits));
+
+        for (step = 16; step; step >>= 1) {
+            int last = opt_order;
+            for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
+                if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
+                    continue;
+                encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
+                bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
+                if (bits[i] < bits[opt_order])
+                    opt_order = i;
+            }
+        }
+        opt_order++;
+    }
+
+    sub->order     = opt_order;
+    sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
+    sub->shift     = shift[sub->order-1];
+    for (i = 0; i < sub->order; i++)
+        sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
+
+    encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
+
+    find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
+
+    return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
 }
 
-static void
-put_sbits(PutBitContext *pb, int bits, int32_t val)
-{
-    assert(bits >= 0 && bits <= 31);
 
-    put_bits(pb, bits, val & ((1<<bits)-1));
+static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
+{
+    uint8_t tmp;
+    int count;
+
+    /*
+    <14> Sync code
+    <1>  Reserved
+    <1>  Blocking strategy
+    <4>  Block size in inter-channel samples
+    <4>  Sample rate
+    <4>  Channel assignment
+    <3>  Sample size in bits
+    <1>  Reserved
+    */
+    count = 32;
+
+    /* coded frame number */
+    PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
+
+    /* explicit block size */
+    if (s->frame.bs_code[0] == 6)
+        count += 8;
+    else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
+        count += 16;
+
+    /* explicit sample rate */
+    count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
+
+    /* frame header CRC-8 */
+    count += 8;
+
+    return count;
 }
 
-static void
-write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
+
+static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
 {
-    int bytes, shift;
+    int ch, count;
 
-    if(val < 0x80){
-        put_bits(pb, 8, val);
-        return;
-    }
+    count = count_frame_header(s);
 
-    bytes= (av_log2(val)+4) / 5;
-    shift = (bytes - 1) * 6;
-    put_bits(pb, 8, (256 - (256>>bytes)) | (val >> shift));
-    while(shift >= 6){
-        shift -= 6;
-        put_bits(pb, 8, 0x80 | ((val >> shift) & 0x3F));
-    }
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
+        count += encode_residual_ch(s, ch);
+
+    count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
+    count += 16;                    // CRC-16
+
+    return count >> 3;
 }
 
-static void
-output_frame_header(FlacEncodeContext *s)
-{
-    FlacFrame *frame;
-    int crc;
 
-    frame = &s->frame;
+static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
+{
+    int i, best;
+    int32_t lt, rt;
+    uint64_t sum[4];
+    uint64_t score[4];
+    int k;
 
-    put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
-    put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
-    put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
-    if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_NOT_STEREO) {
-        put_bits(&s->pb, 4, s->ch_code);
-    } else {
-        put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
+    /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
+    sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
+    for (i = 2; i < n; i++) {
+        lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
+        rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
+        sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
+        sum[3] += FFABS(lt - rt);
+        sum[0] += FFABS(lt);
+        sum[1] += FFABS(rt);
     }
-    put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
-    put_bits(&s->pb, 1, 0);
-    write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
-    if(frame->bs_code[0] == 6) {
-        put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
-    } else if(frame->bs_code[0] == 7) {
-        put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
+    /* estimate bit counts */
+    for (i = 0; i < 4; i++) {
+        k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
+        sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
     }
-    if(s->sr_code[0] == 12) {
-        put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
-    } else if(s->sr_code[0] > 12) {
-        put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
+
+    /* calculate score for each mode */
+    score[0] = sum[0] + sum[1];
+    score[1] = sum[0] + sum[3];
+    score[2] = sum[1] + sum[3];
+    score[3] = sum[2] + sum[3];
+
+    /* return mode with lowest score */
+    best = 0;
+    for (i = 1; i < 4; i++)
+        if (score[i] < score[best])
+            best = i;
+    if (best == 0) {
+        return FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
+    } else if (best == 1) {
+        return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
+    } else if (best == 2) {
+        return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
+    } else {
+        return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
     }
-    flush_put_bits(&s->pb);
-    crc = av_crc(av_crc07, 0, s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3);
-    put_bits(&s->pb, 8, crc);
 }
 
-static void output_subframe_verbatim(FlacEncodeContext *s, int ch)
+
+/**
+ * Perform stereo channel decorrelation.
+ */
+static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
 {
-    int i;
     FlacFrame *frame;
-    FlacSubframe *sub;
-    int32_t res;
+    int32_t *left, *right;
+    int i, n;
 
     frame = &s->frame;
-    sub = &frame->subframes[ch];
+    n     = frame->blocksize;
+    left  = frame->subframes[0].samples;
+    right = frame->subframes[1].samples;
 
-    for(i=0; i<frame->blocksize; i++) {
-        res = sub->residual[i];
-        put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
+    if (s->channels != 2) {
+        frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
+        return;
     }
-}
 
-static void
-output_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
-{
-    int i, j, p;
-    int k, porder, psize, res_cnt;
-    FlacFrame *frame;
-    FlacSubframe *sub;
+    frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
 
-    frame = &ctx->frame;
-    sub = &frame->subframes[ch];
-
-    /* rice-encoded block */
-    put_bits(&ctx->pb, 2, 0);
-
-    /* partition order */
-    porder = 0;
-    psize = frame->blocksize;
-    //porder = sub->rc.porder;
-    //psize = frame->blocksize >> porder;
-    put_bits(&ctx->pb, 4, porder);
-    res_cnt = psize - sub->order;
-
-    /* residual */
-    j = sub->order;
-    for(p=0; p<(1 << porder); p++) {
-        //k = sub->rc.params[p];
-        k = 9;
-        put_bits(&ctx->pb, 4, k);
-        if(p == 1) res_cnt = psize;
-        for(i=0; i<res_cnt && j<frame->blocksize; i++, j++) {
-            set_sr_golomb_flac(&ctx->pb, sub->residual[j], k, INT32_MAX, 0);
+    /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
+    if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
+        return;
+    if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
+        int32_t tmp;
+        for (i = 0; i < n; i++) {
+            tmp      = left[i];
+            left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
+            right[i] =  tmp - right[i];
         }
+        frame->subframes[1].obits++;
+    } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
+        for (i = 0; i < n; i++)
+            right[i] = left[i] - right[i];
+        frame->subframes[1].obits++;
+    } else {
+        for (i = 0; i < n; i++)
+            left[i] -= right[i];
+        frame->subframes[0].obits++;
     }
 }
 
-static void
-output_subframe_fixed(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
+
+static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
+{
+    uint8_t tmp;
+    PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
+}
+
+
+static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 {
-    int i;
     FlacFrame *frame;
-    FlacSubframe *sub;
+    int crc;
 
-    frame = &ctx->frame;
-    sub = &frame->subframes[ch];
+    frame = &s->frame;
 
-    /* warm-up samples */
-    for(i=0; i<sub->order; i++) {
-        put_sbits(&ctx->pb, sub->obits, sub->residual[i]);
-    }
+    put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
+    put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
+    put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
+
+    if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
+        put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
+    else
+        put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
+
+    put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
+    put_bits(&s->pb, 1, 0);
+    write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
+
+    if (frame->bs_code[0] == 6)
+        put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
+    else if (frame->bs_code[0] == 7)
+        put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
 
-    /* residual */
-    output_residual(ctx, ch);
+    if (s->sr_code[0] == 12)
+        put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
+    else if (s->sr_code[0] > 12)
+        put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
+
+    flush_put_bits(&s->pb);
+    crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
+                 put_bits_count(&s->pb) >> 3);
+    put_bits(&s->pb, 8, crc);
 }
 
-static void output_subframes(FlacEncodeContext *s)
+
+static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
 {
-    FlacFrame *frame;
-    FlacSubframe *sub;
     int ch;
 
-    frame = &s->frame;
-
-    for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
-        sub = &frame->subframes[ch];
+    for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
+        FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
+        int i, p, porder, psize;
+        int32_t *part_end;
+        int32_t *res       =  sub->residual;
+        int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
 
         /* subframe header */
         put_bits(&s->pb, 1, 0);
@@ -547,87 +1168,163 @@ static void output_subframes(FlacEncodeContext *s)
         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
 
         /* subframe */
-        if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
-            output_subframe_verbatim(s, ch);
+        if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
+            put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
+        } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
+            while (res < frame_end)
+                put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
         } else {
-            output_subframe_fixed(s, ch);
+            /* warm-up samples */
+            for (i = 0; i < sub->order; i++)
+                put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
+
+            /* LPC coefficients */
+            if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
+                int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
+                put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
+                put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
+                for (i = 0; i < sub->order; i++)
+                    put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
+            }
+
+            /* rice-encoded block */
+            put_bits(&s->pb, 2, 0);
+
+            /* partition order */
+            porder  = sub->rc.porder;
+            psize   = s->frame.blocksize >> porder;
+            put_bits(&s->pb, 4, porder);
+
+            /* residual */
+            part_end  = &sub->residual[psize];
+            for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
+                int k = sub->rc.params[p];
+                put_bits(&s->pb, 4, k);
+                while (res < part_end)
+                    set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
+                part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
+            }
         }
     }
 }
 
-static void output_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
+
+static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
 {
     int crc;
     flush_put_bits(&s->pb);
-    crc = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3));
+    crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
+                            put_bits_count(&s->pb)>>3));
     put_bits(&s->pb, 16, crc);
     flush_put_bits(&s->pb);
 }
 
+
+static int write_frame(FlacEncodeContext *s, uint8_t *frame, int buf_size)
+{
+    init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
+    write_frame_header(s);
+    write_subframes(s);
+    write_frame_footer(s);
+    return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
+}
+
+
+static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
+{
+#if HAVE_BIGENDIAN
+    int i;
+    for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
+        int16_t smp = av_le2ne16(samples[i]);
+        av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
+    }
+#else
+    av_md5_update(s->md5ctx, (const uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
+#endif
+}
+
+
 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *frame,
                              int buf_size, void *data)
 {
-    int ch;
     FlacEncodeContext *s;
-    int16_t *samples = data;
-    int out_bytes;
+    const int16_t *samples = data;
+    int frame_bytes, out_bytes;
 
     s = avctx->priv_data;
 
-    s->blocksize = avctx->frame_size;
+    /* when the last block is reached, update the header in extradata */
+    if (!data) {
+        s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
+        av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
+        write_streaminfo(s, avctx->extradata);
+        return 0;
+    }
+
+    /* change max_framesize for small final frame */
+    if (avctx->frame_size < s->frame.blocksize) {
+        s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(avctx->frame_size,
+                                                      s->channels, 16);
+    }
+
     init_frame(s);
 
     copy_samples(s, samples);
 
     channel_decorrelation(s);
 
-    for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
-        encode_residual(s, ch);
+    frame_bytes = encode_frame(s);
+
+    /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
+       would be if encoded uncompressed. */
+    if (frame_bytes > s->max_framesize) {
+        s->frame.verbatim_only = 1;
+        frame_bytes = encode_frame(s);
     }
-    init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
-    output_frame_header(s);
-    output_subframes(s);
-    output_frame_footer(s);
-    out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
-
-    if(out_bytes > s->max_framesize || out_bytes >= buf_size) {
-        /* frame too large. use verbatim mode */
-        for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
-            encode_residual_verbatim(s, ch);
-        }
-        init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
-        output_frame_header(s);
-        output_subframes(s);
-        output_frame_footer(s);
-        out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
-
-        if(out_bytes > s->max_framesize || out_bytes >= buf_size) {
-            /* still too large. must be an error. */
-            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error encoding frame\n");
-            return -1;
-        }
+
+    if (buf_size < frame_bytes) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "output buffer too small\n");
+        return 0;
     }
+    out_bytes = write_frame(s, frame, buf_size);
 
     s->frame_count++;
+    avctx->coded_frame->pts = s->sample_count;
+    s->sample_count += avctx->frame_size;
+    update_md5_sum(s, samples);
+    if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
+        s->max_encoded_framesize = out_bytes;
+    if (out_bytes < s->min_framesize)
+        s->min_framesize = out_bytes;
+
     return out_bytes;
 }
 
-static int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
+
+static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 {
+    if (avctx->priv_data) {
+        FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
+        av_freep(&s->md5ctx);
+        ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
+    }
     av_freep(&avctx->extradata);
     avctx->extradata_size = 0;
     av_freep(&avctx->coded_frame);
     return 0;
 }
 
-AVCodec flac_encoder = {
+
+AVCodec ff_flac_encoder = {
     "flac",
-    CODEC_TYPE_AUDIO,
+    AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
     CODEC_ID_FLAC,
     sizeof(FlacEncodeContext),
     flac_encode_init,
     flac_encode_frame,
     flac_encode_close,
     NULL,
-    .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
+    .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
+    .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
+    .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
 };