dsputil: template get_pixels() for different bit depths
[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 Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/crc.h"
23 #include "libavutil/md5.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "avcodec.h"
26 #include "get_bits.h"
27 #include "golomb.h"
28 #include "lpc.h"
29 #include "flac.h"
30 #include "flacdata.h"
31
32 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
33 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
34 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
35 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
36
37 #define MAX_FIXED_ORDER     4
38 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
39 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
40 #define MAX_LPC_PRECISION  15
41 #define MAX_LPC_SHIFT      15
42 #define MAX_RICE_PARAM     14
43
44 typedef struct CompressionOptions {
45     int compression_level;
46     int block_time_ms;
47     enum FFLPCType lpc_type;
48     int lpc_passes;
49     int lpc_coeff_precision;
50     int min_prediction_order;
51     int max_prediction_order;
52     int prediction_order_method;
53     int min_partition_order;
54     int max_partition_order;
55 } CompressionOptions;
56
57 typedef struct RiceContext {
58     int porder;
59     int params[MAX_PARTITIONS];
60 } RiceContext;
61
62 typedef struct FlacSubframe {
63     int type;
64     int type_code;
65     int obits;
66     int order;
67     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
68     int shift;
69     RiceContext rc;
70     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
71     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
72 } FlacSubframe;
73
74 typedef struct FlacFrame {
75     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
76     int blocksize;
77     int bs_code[2];
78     uint8_t crc8;
79     int ch_mode;
80     int verbatim_only;
81 } FlacFrame;
82
83 typedef struct FlacEncodeContext {
84     AVClass *class;
85     PutBitContext pb;
86     int channels;
87     int samplerate;
88     int sr_code[2];
89     int max_blocksize;
90     int min_framesize;
91     int max_framesize;
92     int max_encoded_framesize;
93     uint32_t frame_count;
94     uint64_t sample_count;
95     uint8_t md5sum[16];
96     FlacFrame frame;
97     CompressionOptions options;
98     AVCodecContext *avctx;
99     LPCContext lpc_ctx;
100     struct AVMD5 *md5ctx;
101 } FlacEncodeContext;
102
103
104 /**
105  * Write streaminfo metadata block to byte array.
106  */
107 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
108 {
109     PutBitContext pb;
110
111     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
112     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
113
114     /* streaminfo metadata block */
115     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
116     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
117     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
118     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
119     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
120     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
121     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
122     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
123     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
124     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
125     flush_put_bits(&pb);
126     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
127 }
128
129
130 /**
131  * Set blocksize based on samplerate.
132  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
133  */
134 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
135 {
136     int i;
137     int target;
138     int blocksize;
139
140     assert(samplerate > 0);
141     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
142     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
143     for (i = 0; i < 16; i++) {
144         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
145             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
146             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
147         }
148     }
149     return blocksize;
150 }
151
152
153 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
154 {
155     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
156     CompressionOptions *opt   = &s->options;
157
158     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
159
160     switch (opt->lpc_type) {
161     case FF_LPC_TYPE_NONE:
162         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
163         break;
164     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
165         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
166         break;
167     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
168         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
169         break;
170     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
171         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
172                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
173         break;
174     }
175
176     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
177            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
178
179     switch (opt->prediction_order_method) {
180     case ORDER_METHOD_EST:
181         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
182         break;
183     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
184         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
185         break;
186     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
187         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
188         break;
189     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
190         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
191         break;
192     case ORDER_METHOD_SEARCH:
193         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
194         break;
195     case ORDER_METHOD_LOG:
196         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
197         break;
198     }
199
200
201     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
202            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
203
204     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
205
206     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
207            opt->lpc_coeff_precision);
208 }
209
210
211 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
212 {
213     int freq = avctx->sample_rate;
214     int channels = avctx->channels;
215     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
216     int i, level, ret;
217     uint8_t *streaminfo;
218
219     s->avctx = avctx;
220
221     if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
222         return -1;
223
224     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
225         return -1;
226     s->channels = channels;
227
228     /* find samplerate in table */
229     if (freq < 1)
230         return -1;
231     for (i = 4; i < 12; i++) {
232         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
233             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
234             s->sr_code[0] = i;
235             s->sr_code[1] = 0;
236             break;
237         }
238     }
239     /* if not in table, samplerate is non-standard */
240     if (i == 12) {
241         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
242             s->sr_code[0] = 12;
243             s->sr_code[1] = freq / 1000;
244         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
245             s->sr_code[0] = 14;
246             s->sr_code[1] = freq / 10;
247         } else if (freq < 65535) {
248             s->sr_code[0] = 13;
249             s->sr_code[1] = freq;
250         } else {
251             return -1;
252         }
253         s->samplerate = freq;
254     }
255
256     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
257     if (avctx->compression_level < 0)
258         s->options.compression_level = 5;
259     else
260         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
261
262     level = s->options.compression_level;
263     if (level > 12) {
264         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
265                s->options.compression_level);
266         return -1;
267     }
268
269     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
270
271     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
272         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
273                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
274                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
275                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
276                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
277
278     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
279     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
280
281     if (s->options.prediction_order_method < 0)
282         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
283                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
284                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
285                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
286                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
287
288     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
289         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
290                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
291         return AVERROR(EINVAL);
292     }
293     if (s->options.min_partition_order < 0)
294         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
295     if (s->options.max_partition_order < 0)
296         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
297
298     /* set compression option overrides from AVCodecContext */
299 #if FF_API_FLAC_GLOBAL_OPTS
300     if (avctx->lpc_type > FF_LPC_TYPE_DEFAULT) {
301         if (avctx->lpc_type > FF_LPC_TYPE_CHOLESKY) {
302             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unknown lpc type: %d\n", avctx->lpc_type);
303             return -1;
304         }
305         s->options.lpc_type = avctx->lpc_type;
306         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_CHOLESKY) {
307             if (avctx->lpc_passes < 0) {
308                 // default number of passes for Cholesky
309                 s->options.lpc_passes = 2;
310             } else if (avctx->lpc_passes == 0) {
311                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of lpc passes: %d\n",
312                        avctx->lpc_passes);
313                 return -1;
314             } else {
315                 s->options.lpc_passes = avctx->lpc_passes;
316             }
317         }
318     }
319 #endif
320
321     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
322         s->options.min_prediction_order = 0;
323     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
324         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
325             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
326                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
327                        avctx->min_prediction_order);
328                 return -1;
329             }
330         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
331                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
332             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
333                    avctx->min_prediction_order);
334             return -1;
335         }
336         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
337     }
338     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
339         s->options.max_prediction_order = 0;
340     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
341         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
342             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
343                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
344                        avctx->max_prediction_order);
345                 return -1;
346             }
347         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
348                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
349             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
350                    avctx->max_prediction_order);
351             return -1;
352         }
353         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
354     }
355     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
356         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
357                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
358         return -1;
359     }
360
361 #if FF_API_FLAC_GLOBAL_OPTS
362     if (avctx->prediction_order_method >= 0) {
363         if (avctx->prediction_order_method > ORDER_METHOD_LOG) {
364             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction order method: %d\n",
365                    avctx->prediction_order_method);
366             return -1;
367         }
368         s->options.prediction_order_method = avctx->prediction_order_method;
369     }
370
371     if (avctx->min_partition_order >= 0) {
372         if (avctx->min_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
373             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min partition order: %d\n",
374                    avctx->min_partition_order);
375             return -1;
376         }
377         s->options.min_partition_order = avctx->min_partition_order;
378     }
379     if (avctx->max_partition_order >= 0) {
380         if (avctx->max_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
381             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max partition order: %d\n",
382                    avctx->max_partition_order);
383             return -1;
384         }
385         s->options.max_partition_order = avctx->max_partition_order;
386     }
387     if (s->options.max_partition_order < s->options.min_partition_order) {
388         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
389                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
390         return -1;
391     }
392 #endif
393
394     if (avctx->frame_size > 0) {
395         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
396                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
397             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
398                    avctx->frame_size);
399             return -1;
400         }
401     } else {
402         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
403     }
404     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
405
406 #if FF_API_FLAC_GLOBAL_OPTS
407     /* set LPC precision */
408     if (avctx->lpc_coeff_precision > 0) {
409         if (avctx->lpc_coeff_precision > MAX_LPC_PRECISION) {
410             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid lpc coeff precision: %d\n",
411                    avctx->lpc_coeff_precision);
412             return -1;
413         }
414         s->options.lpc_coeff_precision = avctx->lpc_coeff_precision;
415     }
416 #endif
417
418     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
419     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
420                                                   s->channels, 16);
421
422     /* initialize MD5 context */
423     s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
424     if (!s->md5ctx)
425         return AVERROR(ENOMEM);
426     av_md5_init(s->md5ctx);
427
428     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
429     if (!streaminfo)
430         return AVERROR(ENOMEM);
431     write_streaminfo(s, streaminfo);
432     avctx->extradata = streaminfo;
433     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
434
435     s->frame_count   = 0;
436     s->min_framesize = s->max_framesize;
437
438     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
439     if (!avctx->coded_frame)
440         return AVERROR(ENOMEM);
441
442     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
443                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
444
445     dprint_compression_options(s);
446
447     return ret;
448 }
449
450
451 static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
452 {
453     int i, ch;
454     FlacFrame *frame;
455
456     frame = &s->frame;
457
458     for (i = 0; i < 16; i++) {
459         if (s->avctx->frame_size == ff_flac_blocksize_table[i]) {
460             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
461             frame->bs_code[0] = i;
462             frame->bs_code[1] = 0;
463             break;
464         }
465     }
466     if (i == 16) {
467         frame->blocksize = s->avctx->frame_size;
468         if (frame->blocksize <= 256) {
469             frame->bs_code[0] = 6;
470             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
471         } else {
472             frame->bs_code[0] = 7;
473             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
474         }
475     }
476
477     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
478         frame->subframes[ch].obits = 16;
479
480     frame->verbatim_only = 0;
481 }
482
483
484 /**
485  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
486  */
487 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
488 {
489     int i, j, ch;
490     FlacFrame *frame;
491
492     frame = &s->frame;
493     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
494         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
495             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
496 }
497
498
499 static int rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
500 {
501     int i;
502     int count = 0;
503
504     for (i = 0; i < n; i++) {
505         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
506         v ^= v >> 31;
507         count += (v >> k) + 1 + k;
508     }
509     return count;
510 }
511
512
513 static int subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
514                                 int pred_order)
515 {
516     int p, porder, psize;
517     int i, part_end;
518     int count = 0;
519
520     /* subframe header */
521     count += 8;
522
523     /* subframe */
524     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
525         count += sub->obits;
526     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
527         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
528     } else {
529         /* warm-up samples */
530         count += pred_order * sub->obits;
531
532         /* LPC coefficients */
533         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
534             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
535
536         /* rice-encoded block */
537         count += 2;
538
539         /* partition order */
540         porder = sub->rc.porder;
541         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
542         count += 4;
543
544         /* residual */
545         i        = pred_order;
546         part_end = psize;
547         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
548             int k = sub->rc.params[p];
549             count += 4;
550             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
551             i = part_end;
552             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
553         }
554     }
555
556     return count;
557 }
558
559
560 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
561
562 /**
563  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
564  */
565 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
566 {
567     int k;
568     uint32_t sum2;
569
570     if (sum <= n >> 1)
571         return 0;
572     sum2 = sum - (n >> 1);
573     k    = av_log2(n < 256 ? FASTDIV(sum2, n) : sum2 / n);
574     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
575 }
576
577
578 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
579                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
580 {
581     int i;
582     int k, cnt, part;
583     uint32_t all_bits;
584
585     part     = (1 << porder);
586     all_bits = 4 * part;
587
588     cnt = (n >> porder) - pred_order;
589     for (i = 0; i < part; i++) {
590         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
591         rc->params[i] = k;
592         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
593         cnt = n >> porder;
594     }
595
596     rc->porder = porder;
597
598     return all_bits;
599 }
600
601
602 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
603                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
604 {
605     int i, j;
606     int parts;
607     uint32_t *res, *res_end;
608
609     /* sums for highest level */
610     parts   = (1 << pmax);
611     res     = &data[pred_order];
612     res_end = &data[n >> pmax];
613     for (i = 0; i < parts; i++) {
614         uint32_t sum = 0;
615         while (res < res_end)
616             sum += *(res++);
617         sums[pmax][i] = sum;
618         res_end += n >> pmax;
619     }
620     /* sums for lower levels */
621     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
622         parts = (1 << i);
623         for (j = 0; j < parts; j++)
624             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
625     }
626 }
627
628
629 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
630                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
631 {
632     int i;
633     uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
634     int opt_porder;
635     RiceContext tmp_rc;
636     uint32_t *udata;
637     uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
638
639     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
640     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
641     assert(pmin <= pmax);
642
643     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
644     for (i = 0; i < n; i++)
645         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
646
647     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
648
649     opt_porder = pmin;
650     bits[pmin] = UINT32_MAX;
651     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
652         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
653         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
654             opt_porder = i;
655             *rc = tmp_rc;
656         }
657     }
658
659     av_freep(&udata);
660     return bits[opt_porder];
661 }
662
663
664 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
665 {
666     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
667     if (order > 0)
668         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
669     return porder;
670 }
671
672
673 static uint32_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
674                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
675 {
676     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
677                                s->frame.blocksize, pred_order);
678     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
679                                s->frame.blocksize, pred_order);
680
681     uint32_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
682     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
683         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
684     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
685                              s->frame.blocksize, pred_order);
686     return bits;
687 }
688
689
690 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
691                                   int order)
692 {
693     int i;
694
695     for (i = 0; i < order; i++)
696         res[i] = smp[i];
697
698     if (order == 0) {
699         for (i = order; i < n; i++)
700             res[i] = smp[i];
701     } else if (order == 1) {
702         for (i = order; i < n; i++)
703             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
704     } else if (order == 2) {
705         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
706         for (i = order; i < n; i += 2) {
707             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
708             res[i]   = b - a;
709             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
710             res[i+1] = a - b;
711         }
712     } else if (order == 3) {
713         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
714         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
715         for (i = order; i < n; i += 2) {
716             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
717             int d    = b - a;
718             res[i]   = d - c;
719             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
720             c        = a - b;
721             res[i+1] = c - d;
722         }
723     } else {
724         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
725         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
726         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
727         for (i = order; i < n; i += 2) {
728             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
729             int d    = b - a;
730             int f    = d - c;
731             res[i  ] = f - e;
732             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
733             c        = a - b;
734             e        = c - d;
735             res[i+1] = e - f;
736         }
737     }
738 }
739
740
741 #define LPC1(x) {\
742     int c = coefs[(x)-1];\
743     p0   += c * s;\
744     s     = smp[i-(x)+1];\
745     p1   += c * s;\
746 }
747
748 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
749                                     const int32_t *smp, int n, int order,
750                                     const int32_t *coefs, int shift, int big)
751 {
752     int i;
753     for (i = order; i < n; i += 2) {
754         int s  = smp[i-order];
755         int p0 = 0, p1 = 0;
756         if (big) {
757             switch (order) {
758             case 32: LPC1(32)
759             case 31: LPC1(31)
760             case 30: LPC1(30)
761             case 29: LPC1(29)
762             case 28: LPC1(28)
763             case 27: LPC1(27)
764             case 26: LPC1(26)
765             case 25: LPC1(25)
766             case 24: LPC1(24)
767             case 23: LPC1(23)
768             case 22: LPC1(22)
769             case 21: LPC1(21)
770             case 20: LPC1(20)
771             case 19: LPC1(19)
772             case 18: LPC1(18)
773             case 17: LPC1(17)
774             case 16: LPC1(16)
775             case 15: LPC1(15)
776             case 14: LPC1(14)
777             case 13: LPC1(13)
778             case 12: LPC1(12)
779             case 11: LPC1(11)
780             case 10: LPC1(10)
781             case  9: LPC1( 9)
782                      LPC1( 8)
783                      LPC1( 7)
784                      LPC1( 6)
785                      LPC1( 5)
786                      LPC1( 4)
787                      LPC1( 3)
788                      LPC1( 2)
789                      LPC1( 1)
790             }
791         } else {
792             switch (order) {
793             case  8: LPC1( 8)
794             case  7: LPC1( 7)
795             case  6: LPC1( 6)
796             case  5: LPC1( 5)
797             case  4: LPC1( 4)
798             case  3: LPC1( 3)
799             case  2: LPC1( 2)
800             case  1: LPC1( 1)
801             }
802         }
803         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
804         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
805     }
806 }
807
808
809 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
810                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
811 {
812     int i;
813     for (i = 0; i < order; i++)
814         res[i] = smp[i];
815 #if CONFIG_SMALL
816     for (i = order; i < n; i += 2) {
817         int j;
818         int s  = smp[i];
819         int p0 = 0, p1 = 0;
820         for (j = 0; j < order; j++) {
821             int c = coefs[j];
822             p1   += c * s;
823             s     = smp[i-j-1];
824             p0   += c * s;
825         }
826         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
827         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
828     }
829 #else
830     switch (order) {
831     case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
832     case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
833     case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
834     case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
835     case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
836     case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
837     case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
838     case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
839     default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
840     }
841 #endif
842 }
843
844
845 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
846 {
847     int i, n;
848     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
849     FlacFrame *frame;
850     FlacSubframe *sub;
851     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
852     int shift[MAX_LPC_ORDER];
853     int32_t *res, *smp;
854
855     frame = &s->frame;
856     sub   = &frame->subframes[ch];
857     res   = sub->residual;
858     smp   = sub->samples;
859     n     = frame->blocksize;
860
861     /* CONSTANT */
862     for (i = 1; i < n; i++)
863         if(smp[i] != smp[0])
864             break;
865     if (i == n) {
866         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
867         res[0] = smp[0];
868         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
869     }
870
871     /* VERBATIM */
872     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
873         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
874         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
875         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
876     }
877
878     min_order  = s->options.min_prediction_order;
879     max_order  = s->options.max_prediction_order;
880     omethod    = s->options.prediction_order_method;
881
882     /* FIXED */
883     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
884     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
885         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
886         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
887         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
888             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
889         opt_order = 0;
890         bits[0]   = UINT32_MAX;
891         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
892             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
893             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
894             if (bits[i] < bits[opt_order])
895                 opt_order = i;
896         }
897         sub->order     = opt_order;
898         sub->type_code = sub->type | sub->order;
899         if (sub->order != max_order) {
900             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
901             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
902         }
903         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
904     }
905
906     /* LPC */
907     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
908     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
909                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
910                                   s->options.lpc_passes, omethod,
911                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
912
913     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
914         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
915         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
916         int levels = 1 << omethod;
917         uint32_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
918         int order;
919         int opt_index   = levels-1;
920         opt_order       = max_order-1;
921         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
922         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
923             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
924             if (order < 0)
925                 order = 0;
926             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
927             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
928             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
929                 opt_index = i;
930                 opt_order = order;
931             }
932         }
933         opt_order++;
934     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
935         // brute-force optimal order search
936         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
937         opt_order = 0;
938         bits[0]   = UINT32_MAX;
939         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
940             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
941             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
942             if (bits[i] < bits[opt_order])
943                 opt_order = i;
944         }
945         opt_order++;
946     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
947         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
948         int step;
949
950         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
951         memset(bits, -1, sizeof(bits));
952
953         for (step = 16; step; step >>= 1) {
954             int last = opt_order;
955             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
956                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
957                     continue;
958                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
959                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
960                 if (bits[i] < bits[opt_order])
961                     opt_order = i;
962             }
963         }
964         opt_order++;
965     }
966
967     sub->order     = opt_order;
968     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
969     sub->shift     = shift[sub->order-1];
970     for (i = 0; i < sub->order; i++)
971         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
972
973     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
974
975     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
976
977     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
978 }
979
980
981 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
982 {
983     uint8_t av_unused tmp;
984     int count;
985
986     /*
987     <14> Sync code
988     <1>  Reserved
989     <1>  Blocking strategy
990     <4>  Block size in inter-channel samples
991     <4>  Sample rate
992     <4>  Channel assignment
993     <3>  Sample size in bits
994     <1>  Reserved
995     */
996     count = 32;
997
998     /* coded frame number */
999     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
1000
1001     /* explicit block size */
1002     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
1003         count += 8;
1004     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
1005         count += 16;
1006
1007     /* explicit sample rate */
1008     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
1009
1010     /* frame header CRC-8 */
1011     count += 8;
1012
1013     return count;
1014 }
1015
1016
1017 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
1018 {
1019     int ch, count;
1020
1021     count = count_frame_header(s);
1022
1023     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1024         count += encode_residual_ch(s, ch);
1025
1026     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
1027     count += 16;                    // CRC-16
1028
1029     return count >> 3;
1030 }
1031
1032
1033 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
1034 {
1035     int i, best;
1036     int32_t lt, rt;
1037     uint64_t sum[4];
1038     uint64_t score[4];
1039     int k;
1040
1041     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
1042     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1043     for (i = 2; i < n; i++) {
1044         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
1045         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1046         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
1047         sum[3] += FFABS(lt - rt);
1048         sum[0] += FFABS(lt);
1049         sum[1] += FFABS(rt);
1050     }
1051     /* estimate bit counts */
1052     for (i = 0; i < 4; i++) {
1053         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
1054         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1055     }
1056
1057     /* calculate score for each mode */
1058     score[0] = sum[0] + sum[1];
1059     score[1] = sum[0] + sum[3];
1060     score[2] = sum[1] + sum[3];
1061     score[3] = sum[2] + sum[3];
1062
1063     /* return mode with lowest score */
1064     best = 0;
1065     for (i = 1; i < 4; i++)
1066         if (score[i] < score[best])
1067             best = i;
1068     if (best == 0) {
1069         return FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1070     } else if (best == 1) {
1071         return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
1072     } else if (best == 2) {
1073         return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
1074     } else {
1075         return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
1076     }
1077 }
1078
1079
1080 /**
1081  * Perform stereo channel decorrelation.
1082  */
1083 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1084 {
1085     FlacFrame *frame;
1086     int32_t *left, *right;
1087     int i, n;
1088
1089     frame = &s->frame;
1090     n     = frame->blocksize;
1091     left  = frame->subframes[0].samples;
1092     right = frame->subframes[1].samples;
1093
1094     if (s->channels != 2) {
1095         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1096         return;
1097     }
1098
1099     frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1100
1101     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1102     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1103         return;
1104     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1105         int32_t tmp;
1106         for (i = 0; i < n; i++) {
1107             tmp      = left[i];
1108             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1109             right[i] =  tmp - right[i];
1110         }
1111         frame->subframes[1].obits++;
1112     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1113         for (i = 0; i < n; i++)
1114             right[i] = left[i] - right[i];
1115         frame->subframes[1].obits++;
1116     } else {
1117         for (i = 0; i < n; i++)
1118             left[i] -= right[i];
1119         frame->subframes[0].obits++;
1120     }
1121 }
1122
1123
1124 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1125 {
1126     uint8_t tmp;
1127     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1128 }
1129
1130
1131 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1132 {
1133     FlacFrame *frame;
1134     int crc;
1135
1136     frame = &s->frame;
1137
1138     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1139     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1140     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1141
1142     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1143         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1144     else
1145         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
1146
1147     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1148     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1149     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1150
1151     if (frame->bs_code[0] == 6)
1152         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1153     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1154         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1155
1156     if (s->sr_code[0] == 12)
1157         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1158     else if (s->sr_code[0] > 12)
1159         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1160
1161     flush_put_bits(&s->pb);
1162     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1163                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1164     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1165 }
1166
1167
1168 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1169 {
1170     int ch;
1171
1172     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1173         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1174         int i, p, porder, psize;
1175         int32_t *part_end;
1176         int32_t *res       =  sub->residual;
1177         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1178
1179         /* subframe header */
1180         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1181         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1182         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1183
1184         /* subframe */
1185         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1186             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1187         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1188             while (res < frame_end)
1189                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1190         } else {
1191             /* warm-up samples */
1192             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1193                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1194
1195             /* LPC coefficients */
1196             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1197                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1198                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1199                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1200                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1201                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1202             }
1203
1204             /* rice-encoded block */
1205             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1206
1207             /* partition order */
1208             porder  = sub->rc.porder;
1209             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1210             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1211
1212             /* residual */
1213             part_end  = &sub->residual[psize];
1214             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1215                 int k = sub->rc.params[p];
1216                 put_bits(&s->pb, 4, k);
1217                 while (res < part_end)
1218                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1219                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1220             }
1221         }
1222     }
1223 }
1224
1225
1226 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1227 {
1228     int crc;
1229     flush_put_bits(&s->pb);
1230     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1231                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1232     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1233     flush_put_bits(&s->pb);
1234 }
1235
1236
1237 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, uint8_t *frame, int buf_size)
1238 {
1239     init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
1240     write_frame_header(s);
1241     write_subframes(s);
1242     write_frame_footer(s);
1243     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1244 }
1245
1246
1247 static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
1248 {
1249 #if HAVE_BIGENDIAN
1250     int i;
1251     for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
1252         int16_t smp = av_le2ne16(samples[i]);
1253         av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
1254     }
1255 #else
1256     av_md5_update(s->md5ctx, (const uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
1257 #endif
1258 }
1259
1260
1261 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *frame,
1262                              int buf_size, void *data)
1263 {
1264     FlacEncodeContext *s;
1265     const int16_t *samples = data;
1266     int frame_bytes, out_bytes;
1267
1268     s = avctx->priv_data;
1269
1270     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1271     if (!data) {
1272         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1273         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1274         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1275         return 0;
1276     }
1277
1278     /* change max_framesize for small final frame */
1279     if (avctx->frame_size < s->frame.blocksize) {
1280         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(avctx->frame_size,
1281                                                       s->channels, 16);
1282     }
1283
1284     init_frame(s);
1285
1286     copy_samples(s, samples);
1287
1288     channel_decorrelation(s);
1289
1290     frame_bytes = encode_frame(s);
1291
1292     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1293        would be if encoded uncompressed. */
1294     if (frame_bytes > s->max_framesize) {
1295         s->frame.verbatim_only = 1;
1296         frame_bytes = encode_frame(s);
1297     }
1298
1299     if (buf_size < frame_bytes) {
1300         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "output buffer too small\n");
1301         return 0;
1302     }
1303     out_bytes = write_frame(s, frame, buf_size);
1304
1305     s->frame_count++;
1306     avctx->coded_frame->pts = s->sample_count;
1307     s->sample_count += avctx->frame_size;
1308     update_md5_sum(s, samples);
1309     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1310         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1311     if (out_bytes < s->min_framesize)
1312         s->min_framesize = out_bytes;
1313
1314     return out_bytes;
1315 }
1316
1317
1318 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1319 {
1320     if (avctx->priv_data) {
1321         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1322         av_freep(&s->md5ctx);
1323         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1324     }
1325     av_freep(&avctx->extradata);
1326     avctx->extradata_size = 0;
1327     av_freep(&avctx->coded_frame);
1328     return 0;
1329 }
1330
1331 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1332 static const AVOption options[] = {
1333 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1334 { "lpc_type", "LPC algorithm", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_type), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = FF_LPC_TYPE_DEFAULT }, FF_LPC_TYPE_DEFAULT, FF_LPC_TYPE_NB-1, FLAGS, "lpc_type" },
1335 { "none",     NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1336 { "fixed",    NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1337 { "levinson", NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1338 { "cholesky", NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1339 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS },
1340 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1341 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1342 { "prediction_order_method", "Search method for selecting prediction order", offsetof(FlacEncodeContext, options.prediction_order_method), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, ORDER_METHOD_LOG, FLAGS, "predm" },
1343 { "estimation", NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1344 { "2level",     NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1345 { "4level",     NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1346 { "8level",     NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1347 { "search",     NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1348 { "log",        NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1349 { NULL },
1350 };
1351
1352 static const AVClass flac_encoder_class = {
1353     "FLAC encoder",
1354     av_default_item_name,
1355     options,
1356     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1357 };
1358
1359 AVCodec ff_flac_encoder = {
1360     "flac",
1361     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1362     CODEC_ID_FLAC,
1363     sizeof(FlacEncodeContext),
1364     flac_encode_init,
1365     flac_encode_frame,
1366     flac_encode_close,
1367     NULL,
1368     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
1369     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
1370     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1371     .priv_class = &flac_encoder_class,
1372 };