Merge commit '36e3b1f2fd262028834a9d7b1eb533c1218ee6c2'
[ffmpeg.git] / libavcodec / flacenc.c
1 /*
2  * FLAC audio encoder
3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/avassert.h"
23 #include "libavutil/crc.h"
24 #include "libavutil/intmath.h"
25 #include "libavutil/md5.h"
26 #include "libavutil/opt.h"
27 #include "avcodec.h"
28 #include "dsputil.h"
29 #include "put_bits.h"
30 #include "golomb.h"
31 #include "internal.h"
32 #include "lpc.h"
33 #include "flac.h"
34 #include "flacdata.h"
35 #include "flacdsp.h"
36
37 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
38 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
39 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
40 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
41
42 #define MAX_FIXED_ORDER     4
43 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
44 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
45 #define MAX_LPC_PRECISION  15
46 #define MAX_LPC_SHIFT      15
47
48 enum CodingMode {
49     CODING_MODE_RICE  = 4,
50     CODING_MODE_RICE2 = 5,
51 };
52
53 typedef struct CompressionOptions {
54     int compression_level;
55     int block_time_ms;
56     enum FFLPCType lpc_type;
57     int lpc_passes;
58     int lpc_coeff_precision;
59     int min_prediction_order;
60     int max_prediction_order;
61     int prediction_order_method;
62     int min_partition_order;
63     int max_partition_order;
64     int ch_mode;
65 } CompressionOptions;
66
67 typedef struct RiceContext {
68     enum CodingMode coding_mode;
69     int porder;
70     int params[MAX_PARTITIONS];
71 } RiceContext;
72
73 typedef struct FlacSubframe {
74     int type;
75     int type_code;
76     int obits;
77     int wasted;
78     int order;
79     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
80     int shift;
81     RiceContext rc;
82     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
83     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
84 } FlacSubframe;
85
86 typedef struct FlacFrame {
87     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
88     int blocksize;
89     int bs_code[2];
90     uint8_t crc8;
91     int ch_mode;
92     int verbatim_only;
93 } FlacFrame;
94
95 typedef struct FlacEncodeContext {
96     AVClass *class;
97     PutBitContext pb;
98     int channels;
99     int samplerate;
100     int sr_code[2];
101     int bps_code;
102     int max_blocksize;
103     int min_framesize;
104     int max_framesize;
105     int max_encoded_framesize;
106     uint32_t frame_count;
107     uint64_t sample_count;
108     uint8_t md5sum[16];
109     FlacFrame frame;
110     CompressionOptions options;
111     AVCodecContext *avctx;
112     LPCContext lpc_ctx;
113     struct AVMD5 *md5ctx;
114     uint8_t *md5_buffer;
115     unsigned int md5_buffer_size;
116     DSPContext dsp;
117     FLACDSPContext flac_dsp;
118 } FlacEncodeContext;
119
120
121 /**
122  * Write streaminfo metadata block to byte array.
123  */
124 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
125 {
126     PutBitContext pb;
127
128     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
129     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
130
131     /* streaminfo metadata block */
132     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
133     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
134     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
135     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
136     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
137     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
138     put_bits(&pb,  5, s->avctx->bits_per_raw_sample - 1);
139     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
140     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
141     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
142     flush_put_bits(&pb);
143     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
144 }
145
146
147 /**
148  * Set blocksize based on samplerate.
149  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
150  */
151 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
152 {
153     int i;
154     int target;
155     int blocksize;
156
157     av_assert0(samplerate > 0);
158     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
159     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
160     for (i = 0; i < 16; i++) {
161         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
162             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
163             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
164         }
165     }
166     return blocksize;
167 }
168
169
170 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
171 {
172     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
173     CompressionOptions *opt   = &s->options;
174
175     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
176
177     switch (opt->lpc_type) {
178     case FF_LPC_TYPE_NONE:
179         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
180         break;
181     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
182         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
183         break;
184     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
185         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
186         break;
187     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
188         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
189                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
190         break;
191     }
192
193     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
194            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
195
196     switch (opt->prediction_order_method) {
197     case ORDER_METHOD_EST:
198         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
199         break;
200     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
201         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
202         break;
203     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
204         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
205         break;
206     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
207         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
208         break;
209     case ORDER_METHOD_SEARCH:
210         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
211         break;
212     case ORDER_METHOD_LOG:
213         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
214         break;
215     }
216
217
218     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
219            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
220
221     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
222
223     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
224            opt->lpc_coeff_precision);
225 }
226
227
228 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
229 {
230     int freq = avctx->sample_rate;
231     int channels = avctx->channels;
232     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
233     int i, level, ret;
234     uint8_t *streaminfo;
235
236     s->avctx = avctx;
237
238     switch (avctx->sample_fmt) {
239     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
240         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
241         s->bps_code                = 4;
242         break;
243     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
244         if (avctx->bits_per_raw_sample != 24)
245             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
246         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
247         s->bps_code                = 6;
248         break;
249     }
250
251     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS) {
252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d channels not supported (max %d)\n",
253                channels, FLAC_MAX_CHANNELS);
254         return AVERROR(EINVAL);
255     }
256     s->channels = channels;
257
258     /* find samplerate in table */
259     if (freq < 1)
260         return -1;
261     for (i = 4; i < 12; i++) {
262         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
263             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
264             s->sr_code[0] = i;
265             s->sr_code[1] = 0;
266             break;
267         }
268     }
269     /* if not in table, samplerate is non-standard */
270     if (i == 12) {
271         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
272             s->sr_code[0] = 12;
273             s->sr_code[1] = freq / 1000;
274         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
275             s->sr_code[0] = 14;
276             s->sr_code[1] = freq / 10;
277         } else if (freq < 65535) {
278             s->sr_code[0] = 13;
279             s->sr_code[1] = freq;
280         } else {
281             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d Hz not supported\n", freq);
282             return AVERROR(EINVAL);
283         }
284         s->samplerate = freq;
285     }
286
287     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
288     if (avctx->compression_level < 0)
289         s->options.compression_level = 5;
290     else
291         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
292
293     level = s->options.compression_level;
294     if (level > 12) {
295         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
296                s->options.compression_level);
297         return AVERROR(EINVAL);
298     }
299
300     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
301
302     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
303         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
304                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
305                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
306                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
307                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
308
309     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
310     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
311
312     if (s->options.prediction_order_method < 0)
313         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
314                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
315                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
316                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
317                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
318
319     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
321                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
322         return AVERROR(EINVAL);
323     }
324     if (s->options.min_partition_order < 0)
325         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
326     if (s->options.max_partition_order < 0)
327         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
328
329     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
330         s->options.min_prediction_order = 0;
331     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
332         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
333             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
334                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
335                        avctx->min_prediction_order);
336                 return AVERROR(EINVAL);
337             }
338         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
339                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
340             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
341                    avctx->min_prediction_order);
342             return AVERROR(EINVAL);
343         }
344         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
345     }
346     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
347         s->options.max_prediction_order = 0;
348     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
349         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
350             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
351                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
352                        avctx->max_prediction_order);
353                 return AVERROR(EINVAL);
354             }
355         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
356                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
357             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
358                    avctx->max_prediction_order);
359             return AVERROR(EINVAL);
360         }
361         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
362     }
363     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
364         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
365                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
366         return AVERROR(EINVAL);
367     }
368
369     if (avctx->frame_size > 0) {
370         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
371                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
372             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
373                    avctx->frame_size);
374             return AVERROR(EINVAL);
375         }
376     } else {
377         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
378     }
379     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
380
381     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
382     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
383                                                   s->channels,
384                                                   s->avctx->bits_per_raw_sample);
385
386     /* initialize MD5 context */
387     s->md5ctx = av_md5_alloc();
388     if (!s->md5ctx)
389         return AVERROR(ENOMEM);
390     av_md5_init(s->md5ctx);
391
392     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
393     if (!streaminfo)
394         return AVERROR(ENOMEM);
395     write_streaminfo(s, streaminfo);
396     avctx->extradata = streaminfo;
397     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
398
399     s->frame_count   = 0;
400     s->min_framesize = s->max_framesize;
401
402     if (channels == 3 &&
403             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
404         channels == 4 &&
405             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
406             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
407         channels == 5 &&
408             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
409             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
410         channels == 6 &&
411             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
412             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
413         if (avctx->channel_layout) {
414             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
415                                              "output stream will have incorrect "
416                                              "channel layout.\n");
417         } else {
418             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
419                                                "will use Flac channel layout for "
420                                                "%d channels.\n", channels);
421         }
422     }
423
424     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
425                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
426
427     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
428     ff_flacdsp_init(&s->flac_dsp, avctx->sample_fmt,
429                     avctx->bits_per_raw_sample);
430
431     dprint_compression_options(s);
432
433     return ret;
434 }
435
436
437 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
438 {
439     int i, ch;
440     FlacFrame *frame;
441
442     frame = &s->frame;
443
444     for (i = 0; i < 16; i++) {
445         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
446             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
447             frame->bs_code[0] = i;
448             frame->bs_code[1] = 0;
449             break;
450         }
451     }
452     if (i == 16) {
453         frame->blocksize = nb_samples;
454         if (frame->blocksize <= 256) {
455             frame->bs_code[0] = 6;
456             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
457         } else {
458             frame->bs_code[0] = 7;
459             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
460         }
461     }
462
463     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
464         FlacSubframe *sub = &frame->subframes[ch];
465
466         sub->wasted = 0;
467         sub->obits  = s->avctx->bits_per_raw_sample;
468
469         if (sub->obits > 16)
470             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE2;
471         else
472             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
473     }
474
475     frame->verbatim_only = 0;
476 }
477
478
479 /**
480  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
481  */
482 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
483 {
484     int i, j, ch;
485     FlacFrame *frame;
486     int shift = av_get_bytes_per_sample(s->avctx->sample_fmt) * 8 -
487                 s->avctx->bits_per_raw_sample;
488
489 #define COPY_SAMPLES(bits) do {                                     \
490     const int ## bits ## _t *samples0 = samples;                    \
491     frame = &s->frame;                                              \
492     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)                   \
493         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)                   \
494             frame->subframes[ch].samples[i] = samples0[j] >> shift; \
495 } while (0)
496
497     if (s->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16)
498         COPY_SAMPLES(16);
499     else
500         COPY_SAMPLES(32);
501 }
502
503
504 static uint64_t rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
505 {
506     int i;
507     uint64_t count = 0;
508
509     for (i = 0; i < n; i++) {
510         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
511         v ^= v >> 31;
512         count += (v >> k) + 1 + k;
513     }
514     return count;
515 }
516
517
518 static uint64_t subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
519                                      int pred_order)
520 {
521     int p, porder, psize;
522     int i, part_end;
523     uint64_t count = 0;
524
525     /* subframe header */
526     count += 8;
527
528     /* subframe */
529     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
530         count += sub->obits;
531     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
532         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
533     } else {
534         /* warm-up samples */
535         count += pred_order * sub->obits;
536
537         /* LPC coefficients */
538         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
539             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
540
541         /* rice-encoded block */
542         count += 2;
543
544         /* partition order */
545         porder = sub->rc.porder;
546         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
547         count += 4;
548
549         /* residual */
550         i        = pred_order;
551         part_end = psize;
552         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
553             int k = sub->rc.params[p];
554             count += sub->rc.coding_mode;
555             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
556             i = part_end;
557             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
558         }
559     }
560
561     return count;
562 }
563
564
565 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
566
567 /**
568  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
569  */
570 static int find_optimal_param(uint64_t sum, int n, int max_param)
571 {
572     int k;
573     uint64_t sum2;
574
575     if (sum <= n >> 1)
576         return 0;
577     sum2 = sum - (n >> 1);
578     k    = av_log2(av_clipl_int32(sum2 / n));
579     return FFMIN(k, max_param);
580 }
581
582
583 static uint64_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
584                                          uint64_t *sums, int n, int pred_order)
585 {
586     int i;
587     int k, cnt, part, max_param;
588     uint64_t all_bits;
589
590     max_param = (1 << rc->coding_mode) - 2;
591
592     part     = (1 << porder);
593     all_bits = 4 * part;
594
595     cnt = (n >> porder) - pred_order;
596     for (i = 0; i < part; i++) {
597         k = find_optimal_param(sums[i], cnt, max_param);
598         rc->params[i] = k;
599         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
600         cnt = n >> porder;
601     }
602
603     rc->porder = porder;
604
605     return all_bits;
606 }
607
608
609 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
610                       uint64_t sums[][MAX_PARTITIONS])
611 {
612     int i, j;
613     int parts;
614     uint32_t *res, *res_end;
615
616     /* sums for highest level */
617     parts   = (1 << pmax);
618     res     = &data[pred_order];
619     res_end = &data[n >> pmax];
620     for (i = 0; i < parts; i++) {
621         uint64_t sum = 0;
622         while (res < res_end)
623             sum += *(res++);
624         sums[pmax][i] = sum;
625         res_end += n >> pmax;
626     }
627     /* sums for lower levels */
628     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
629         parts = (1 << i);
630         for (j = 0; j < parts; j++)
631             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
632     }
633 }
634
635
636 static uint64_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
637                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
638 {
639     int i;
640     uint64_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
641     int opt_porder;
642     RiceContext tmp_rc;
643     uint32_t *udata;
644     uint64_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
645
646     av_assert1(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
647     av_assert1(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
648     av_assert1(pmin <= pmax);
649
650     tmp_rc.coding_mode = rc->coding_mode;
651
652     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
653     for (i = 0; i < n; i++)
654         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
655
656     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
657
658     opt_porder = pmin;
659     bits[pmin] = UINT32_MAX;
660     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
661         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
662         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
663             opt_porder = i;
664             *rc = tmp_rc;
665         }
666     }
667
668     av_freep(&udata);
669     return bits[opt_porder];
670 }
671
672
673 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
674 {
675     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
676     if (order > 0)
677         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
678     return porder;
679 }
680
681
682 static uint64_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
683                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
684 {
685     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
686                                s->frame.blocksize, pred_order);
687     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
688                                s->frame.blocksize, pred_order);
689
690     uint64_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + sub->rc.coding_mode;
691     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
692         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
693     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
694                              s->frame.blocksize, pred_order);
695     return bits;
696 }
697
698
699 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
700                                   int order)
701 {
702     int i;
703
704     for (i = 0; i < order; i++)
705         res[i] = smp[i];
706
707     if (order == 0) {
708         for (i = order; i < n; i++)
709             res[i] = smp[i];
710     } else if (order == 1) {
711         for (i = order; i < n; i++)
712             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
713     } else if (order == 2) {
714         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
715         for (i = order; i < n; i += 2) {
716             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
717             res[i]   = b - a;
718             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
719             res[i+1] = a - b;
720         }
721     } else if (order == 3) {
722         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
723         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
724         for (i = order; i < n; i += 2) {
725             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
726             int d    = b - a;
727             res[i]   = d - c;
728             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
729             c        = a - b;
730             res[i+1] = c - d;
731         }
732     } else {
733         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
734         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
735         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
736         for (i = order; i < n; i += 2) {
737             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
738             int d    = b - a;
739             int f    = d - c;
740             res[i  ] = f - e;
741             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
742             c        = a - b;
743             e        = c - d;
744             res[i+1] = e - f;
745         }
746     }
747 }
748
749
750 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
751 {
752     int i, n;
753     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
754     FlacFrame *frame;
755     FlacSubframe *sub;
756     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
757     int shift[MAX_LPC_ORDER];
758     int32_t *res, *smp;
759
760     frame = &s->frame;
761     sub   = &frame->subframes[ch];
762     res   = sub->residual;
763     smp   = sub->samples;
764     n     = frame->blocksize;
765
766     /* CONSTANT */
767     for (i = 1; i < n; i++)
768         if(smp[i] != smp[0])
769             break;
770     if (i == n) {
771         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
772         res[0] = smp[0];
773         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
774     }
775
776     /* VERBATIM */
777     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
778         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
779         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
780         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
781     }
782
783     min_order  = s->options.min_prediction_order;
784     max_order  = s->options.max_prediction_order;
785     omethod    = s->options.prediction_order_method;
786
787     /* FIXED */
788     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
789     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
790         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
791         uint64_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
792         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
793             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
794         opt_order = 0;
795         bits[0]   = UINT32_MAX;
796         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
797             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
798             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
799             if (bits[i] < bits[opt_order])
800                 opt_order = i;
801         }
802         sub->order     = opt_order;
803         sub->type_code = sub->type | sub->order;
804         if (sub->order != max_order) {
805             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
806             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
807         }
808         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
809     }
810
811     /* LPC */
812     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
813     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
814                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
815                                   s->options.lpc_passes, omethod,
816                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
817
818     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
819         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
820         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
821         int levels = 1 << omethod;
822         uint64_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
823         int order       = -1;
824         int opt_index   = levels-1;
825         opt_order       = max_order-1;
826         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
827         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
828             int last_order = order;
829             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
830             order = av_clip(order, min_order - 1, max_order - 1);
831             if (order == last_order)
832                 continue;
833             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, order+1, coefs[order],
834                                    shift[order]);
835             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
836             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
837                 opt_index = i;
838                 opt_order = order;
839             }
840         }
841         opt_order++;
842     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
843         // brute-force optimal order search
844         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
845         opt_order = 0;
846         bits[0]   = UINT32_MAX;
847         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
848             s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
849             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
850             if (bits[i] < bits[opt_order])
851                 opt_order = i;
852         }
853         opt_order++;
854     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
855         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
856         int step;
857
858         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
859         memset(bits, -1, sizeof(bits));
860
861         for (step = 16; step; step >>= 1) {
862             int last = opt_order;
863             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
864                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
865                     continue;
866                 s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
867                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
868                 if (bits[i] < bits[opt_order])
869                     opt_order = i;
870             }
871         }
872         opt_order++;
873     }
874
875     sub->order     = opt_order;
876     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
877     sub->shift     = shift[sub->order-1];
878     for (i = 0; i < sub->order; i++)
879         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
880
881     s->flac_dsp.lpc_encode(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
882
883     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
884
885     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
886 }
887
888
889 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
890 {
891     uint8_t av_unused tmp;
892     int count;
893
894     /*
895     <14> Sync code
896     <1>  Reserved
897     <1>  Blocking strategy
898     <4>  Block size in inter-channel samples
899     <4>  Sample rate
900     <4>  Channel assignment
901     <3>  Sample size in bits
902     <1>  Reserved
903     */
904     count = 32;
905
906     /* coded frame number */
907     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
908
909     /* explicit block size */
910     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
911         count += 8;
912     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
913         count += 16;
914
915     /* explicit sample rate */
916     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
917
918     /* frame header CRC-8 */
919     count += 8;
920
921     return count;
922 }
923
924
925 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
926 {
927     int ch;
928     uint64_t count;
929
930     count = count_frame_header(s);
931
932     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
933         count += encode_residual_ch(s, ch);
934
935     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
936     count += 16;                    // CRC-16
937
938     count >>= 3;
939     if (count > INT_MAX)
940         return AVERROR_BUG;
941     return count;
942 }
943
944
945 static void remove_wasted_bits(FlacEncodeContext *s)
946 {
947     int ch, i;
948
949     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
950         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
951         int32_t v         = 0;
952
953         for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++) {
954             v |= sub->samples[i];
955             if (v & 1)
956                 break;
957         }
958
959         if (v && !(v & 1)) {
960             v = av_ctz(v);
961
962             for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++)
963                 sub->samples[i] >>= v;
964
965             sub->wasted = v;
966             sub->obits -= v;
967
968             /* for 24-bit, check if removing wasted bits makes the range better
969                suited for using RICE instead of RICE2 for entropy coding */
970             if (sub->obits <= 17)
971                 sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
972         }
973     }
974 }
975
976
977 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n,
978                                 int max_rice_param)
979 {
980     int i, best;
981     int32_t lt, rt;
982     uint64_t sum[4];
983     uint64_t score[4];
984     int k;
985
986     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
987     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
988     for (i = 2; i < n; i++) {
989         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
990         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
991         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
992         sum[3] += FFABS(lt - rt);
993         sum[0] += FFABS(lt);
994         sum[1] += FFABS(rt);
995     }
996     /* estimate bit counts */
997     for (i = 0; i < 4; i++) {
998         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n, max_rice_param);
999         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1000     }
1001
1002     /* calculate score for each mode */
1003     score[0] = sum[0] + sum[1];
1004     score[1] = sum[0] + sum[3];
1005     score[2] = sum[1] + sum[3];
1006     score[3] = sum[2] + sum[3];
1007
1008     /* return mode with lowest score */
1009     best = 0;
1010     for (i = 1; i < 4; i++)
1011         if (score[i] < score[best])
1012             best = i;
1013
1014     return best;
1015 }
1016
1017
1018 /**
1019  * Perform stereo channel decorrelation.
1020  */
1021 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1022 {
1023     FlacFrame *frame;
1024     int32_t *left, *right;
1025     int i, n;
1026
1027     frame = &s->frame;
1028     n     = frame->blocksize;
1029     left  = frame->subframes[0].samples;
1030     right = frame->subframes[1].samples;
1031
1032     if (s->channels != 2) {
1033         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1034         return;
1035     }
1036
1037     if (s->options.ch_mode < 0) {
1038         int max_rice_param = (1 << frame->subframes[0].rc.coding_mode) - 2;
1039         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n, max_rice_param);
1040     } else
1041         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1042
1043     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1044     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1045         return;
1046     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1047         int32_t tmp;
1048         for (i = 0; i < n; i++) {
1049             tmp      = left[i];
1050             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1051             right[i] =  tmp - right[i];
1052         }
1053         frame->subframes[1].obits++;
1054     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1055         for (i = 0; i < n; i++)
1056             right[i] = left[i] - right[i];
1057         frame->subframes[1].obits++;
1058     } else {
1059         for (i = 0; i < n; i++)
1060             left[i] -= right[i];
1061         frame->subframes[0].obits++;
1062     }
1063 }
1064
1065
1066 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1067 {
1068     uint8_t tmp;
1069     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1070 }
1071
1072
1073 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1074 {
1075     FlacFrame *frame;
1076     int crc;
1077
1078     frame = &s->frame;
1079
1080     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1081     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1082     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1083
1084     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1085         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1086     else
1087         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1088
1089     put_bits(&s->pb, 3, s->bps_code);
1090     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1091     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1092
1093     if (frame->bs_code[0] == 6)
1094         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1095     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1096         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1097
1098     if (s->sr_code[0] == 12)
1099         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1100     else if (s->sr_code[0] > 12)
1101         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1102
1103     flush_put_bits(&s->pb);
1104     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1105                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1106     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1107 }
1108
1109
1110 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1111 {
1112     int ch;
1113
1114     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1115         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1116         int i, p, porder, psize;
1117         int32_t *part_end;
1118         int32_t *res       =  sub->residual;
1119         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1120
1121         /* subframe header */
1122         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1123         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1124         put_bits(&s->pb, 1, !!sub->wasted);
1125         if (sub->wasted)
1126             put_bits(&s->pb, sub->wasted, 1);
1127
1128         /* subframe */
1129         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1130             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1131         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1132             while (res < frame_end)
1133                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1134         } else {
1135             /* warm-up samples */
1136             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1137                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1138
1139             /* LPC coefficients */
1140             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1141                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1142                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1143                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1144                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1145                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1146             }
1147
1148             /* rice-encoded block */
1149             put_bits(&s->pb, 2, sub->rc.coding_mode - 4);
1150
1151             /* partition order */
1152             porder  = sub->rc.porder;
1153             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1154             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1155
1156             /* residual */
1157             part_end  = &sub->residual[psize];
1158             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1159                 int k = sub->rc.params[p];
1160                 put_bits(&s->pb, sub->rc.coding_mode, k);
1161                 while (res < part_end)
1162                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1163                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1164             }
1165         }
1166     }
1167 }
1168
1169
1170 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1171 {
1172     int crc;
1173     flush_put_bits(&s->pb);
1174     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1175                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1176     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1177     flush_put_bits(&s->pb);
1178 }
1179
1180
1181 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1182 {
1183     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1184     write_frame_header(s);
1185     write_subframes(s);
1186     write_frame_footer(s);
1187     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1188 }
1189
1190
1191 static int update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
1192 {
1193     const uint8_t *buf;
1194     int buf_size = s->frame.blocksize * s->channels *
1195                    ((s->avctx->bits_per_raw_sample + 7) / 8);
1196
1197     if (s->avctx->bits_per_raw_sample > 16 || HAVE_BIGENDIAN) {
1198         av_fast_malloc(&s->md5_buffer, &s->md5_buffer_size, buf_size);
1199         if (!s->md5_buffer)
1200             return AVERROR(ENOMEM);
1201     }
1202
1203     if (s->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1204         buf = (const uint8_t *)samples;
1205 #if HAVE_BIGENDIAN
1206         s->dsp.bswap16_buf((uint16_t *)s->md5_buffer,
1207                            (const uint16_t *)samples, buf_size / 2);
1208         buf = s->md5_buffer;
1209 #endif
1210     } else {
1211         int i;
1212         const int32_t *samples0 = samples;
1213         uint8_t *tmp            = s->md5_buffer;
1214
1215         for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1216             int32_t v = samples0[i] >> 8;
1217             *tmp++    = (v      ) & 0xFF;
1218             *tmp++    = (v >>  8) & 0xFF;
1219             *tmp++    = (v >> 16) & 0xFF;
1220         }
1221         buf = s->md5_buffer;
1222     }
1223     av_md5_update(s->md5ctx, buf, buf_size);
1224
1225     return 0;
1226 }
1227
1228
1229 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1230                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1231 {
1232     FlacEncodeContext *s;
1233     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1234
1235     s = avctx->priv_data;
1236
1237     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1238     if (!frame) {
1239         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1240         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1241         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1242         return 0;
1243     }
1244
1245     /* change max_framesize for small final frame */
1246     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1247         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1248                                                       s->channels,
1249                                                       avctx->bits_per_raw_sample);
1250     }
1251
1252     init_frame(s, frame->nb_samples);
1253
1254     copy_samples(s, frame->data[0]);
1255
1256     channel_decorrelation(s);
1257
1258     remove_wasted_bits(s);
1259
1260     frame_bytes = encode_frame(s);
1261
1262     /* Fall back on verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1263        would be if encoded uncompressed. */
1264     if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > s->max_framesize) {
1265         s->frame.verbatim_only = 1;
1266         frame_bytes = encode_frame(s);
1267         if (frame_bytes < 0) {
1268             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad frame count\n");
1269             return frame_bytes;
1270         }
1271     }
1272
1273     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame_bytes)) < 0)
1274         return ret;
1275
1276     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1277
1278     s->frame_count++;
1279     s->sample_count += frame->nb_samples;
1280     if ((ret = update_md5_sum(s, frame->data[0])) < 0) {
1281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error updating MD5 checksum\n");
1282         return ret;
1283     }
1284     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1285         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1286     if (out_bytes < s->min_framesize)
1287         s->min_framesize = out_bytes;
1288
1289     avpkt->pts      = frame->pts;
1290     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1291     avpkt->size     = out_bytes;
1292     *got_packet_ptr = 1;
1293     return 0;
1294 }
1295
1296
1297 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1298 {
1299     if (avctx->priv_data) {
1300         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1301         av_freep(&s->md5ctx);
1302         av_freep(&s->md5_buffer);
1303         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1304     }
1305     av_freep(&avctx->extradata);
1306     avctx->extradata_size = 0;
1307     return 0;
1308 }
1309
1310 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1311 static const AVOption options[] = {
1312 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1313 { "lpc_type", "LPC algorithm", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_LPC_TYPE_DEFAULT }, FF_LPC_TYPE_DEFAULT, FF_LPC_TYPE_NB-1, FLAGS, "lpc_type" },
1314 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1315 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1316 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1317 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1318 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 2 }, 1, INT_MAX, FLAGS },
1319 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1320 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1321 { "prediction_order_method", "Search method for selecting prediction order", offsetof(FlacEncodeContext, options.prediction_order_method), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 }, -1, ORDER_METHOD_LOG, FLAGS, "predm" },
1322 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1323 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1324 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1325 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1326 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1327 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1328 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1329 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1330 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1331 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1332 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1333 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1334 { NULL },
1335 };
1336
1337 static const AVClass flac_encoder_class = {
1338     "FLAC encoder",
1339     av_default_item_name,
1340     options,
1341     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1342 };
1343
1344 AVCodec ff_flac_encoder = {
1345     .name           = "flac",
1346     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1347     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1348     .id             = AV_CODEC_ID_FLAC,
1349     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1350     .init           = flac_encode_init,
1351     .encode2        = flac_encode_frame,
1352     .close          = flac_encode_close,
1353     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_LOSSLESS,
1354     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1355                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
1356                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1357     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1358 };