115664a779896b063d8d4c465794ce5e0290b85c
[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/intmath.h"
24 #include "libavutil/md5.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "avcodec.h"
27 #include "dsputil.h"
28 #include "get_bits.h"
29 #include "golomb.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "lpc.h"
32 #include "flac.h"
33 #include "flacdata.h"
34
35 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
36 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
37 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
38 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
39
40 #define MAX_FIXED_ORDER     4
41 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
42 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
43 #define MAX_LPC_PRECISION  15
44 #define MAX_LPC_SHIFT      15
45 #define MAX_RICE_PARAM     14
46
47 typedef struct CompressionOptions {
48     int compression_level;
49     int block_time_ms;
50     enum FFLPCType lpc_type;
51     int lpc_passes;
52     int lpc_coeff_precision;
53     int min_prediction_order;
54     int max_prediction_order;
55     int prediction_order_method;
56     int min_partition_order;
57     int max_partition_order;
58     int ch_mode;
59 } CompressionOptions;
60
61 typedef struct RiceContext {
62     int porder;
63     int params[MAX_PARTITIONS];
64 } RiceContext;
65
66 typedef struct FlacSubframe {
67     int type;
68     int type_code;
69     int obits;
70     int wasted;
71     int order;
72     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
73     int shift;
74     RiceContext rc;
75     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
76     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+1];
77 } FlacSubframe;
78
79 typedef struct FlacFrame {
80     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
81     int blocksize;
82     int bs_code[2];
83     uint8_t crc8;
84     int ch_mode;
85     int verbatim_only;
86 } FlacFrame;
87
88 typedef struct FlacEncodeContext {
89     AVClass *class;
90     PutBitContext pb;
91     int channels;
92     int samplerate;
93     int sr_code[2];
94     int max_blocksize;
95     int min_framesize;
96     int max_framesize;
97     int max_encoded_framesize;
98     uint32_t frame_count;
99     uint64_t sample_count;
100     uint8_t md5sum[16];
101     FlacFrame frame;
102     CompressionOptions options;
103     AVCodecContext *avctx;
104     LPCContext lpc_ctx;
105     struct AVMD5 *md5ctx;
106     uint8_t *md5_buffer;
107     unsigned int md5_buffer_size;
108     DSPContext dsp;
109 } FlacEncodeContext;
110
111
112 /**
113  * Write streaminfo metadata block to byte array.
114  */
115 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
116 {
117     PutBitContext pb;
118
119     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
120     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
121
122     /* streaminfo metadata block */
123     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
124     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
125     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
126     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
127     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
128     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
129     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
130     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
131     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
132     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
133     flush_put_bits(&pb);
134     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
135 }
136
137
138 /**
139  * Set blocksize based on samplerate.
140  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
141  */
142 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
143 {
144     int i;
145     int target;
146     int blocksize;
147
148     assert(samplerate > 0);
149     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
150     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
151     for (i = 0; i < 16; i++) {
152         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
153             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
154             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
155         }
156     }
157     return blocksize;
158 }
159
160
161 static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
162 {
163     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
164     CompressionOptions *opt   = &s->options;
165
166     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
167
168     switch (opt->lpc_type) {
169     case FF_LPC_TYPE_NONE:
170         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
171         break;
172     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
173         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
174         break;
175     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
176         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
177         break;
178     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
179         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
180                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
181         break;
182     }
183
184     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
185            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
186
187     switch (opt->prediction_order_method) {
188     case ORDER_METHOD_EST:
189         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
190         break;
191     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
192         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
193         break;
194     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
195         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
196         break;
197     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
198         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
199         break;
200     case ORDER_METHOD_SEARCH:
201         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
202         break;
203     case ORDER_METHOD_LOG:
204         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
205         break;
206     }
207
208
209     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
210            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
211
212     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
213
214     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
215            opt->lpc_coeff_precision);
216 }
217
218
219 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
220 {
221     int freq = avctx->sample_rate;
222     int channels = avctx->channels;
223     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
224     int i, level, ret;
225     uint8_t *streaminfo;
226
227     s->avctx = avctx;
228
229     if (avctx->sample_fmt != AV_SAMPLE_FMT_S16)
230         return -1;
231
232     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS)
233         return -1;
234     s->channels = channels;
235
236     /* find samplerate in table */
237     if (freq < 1)
238         return -1;
239     for (i = 4; i < 12; i++) {
240         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
241             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
242             s->sr_code[0] = i;
243             s->sr_code[1] = 0;
244             break;
245         }
246     }
247     /* if not in table, samplerate is non-standard */
248     if (i == 12) {
249         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
250             s->sr_code[0] = 12;
251             s->sr_code[1] = freq / 1000;
252         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
253             s->sr_code[0] = 14;
254             s->sr_code[1] = freq / 10;
255         } else if (freq < 65535) {
256             s->sr_code[0] = 13;
257             s->sr_code[1] = freq;
258         } else {
259             return -1;
260         }
261         s->samplerate = freq;
262     }
263
264     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
265     if (avctx->compression_level < 0)
266         s->options.compression_level = 5;
267     else
268         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
269
270     level = s->options.compression_level;
271     if (level > 12) {
272         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
273                s->options.compression_level);
274         return -1;
275     }
276
277     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
278
279     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
280         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
281                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
282                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
283                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
284                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
285
286     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
287     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
288
289     if (s->options.prediction_order_method < 0)
290         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
291                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
292                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
293                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
294                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
295
296     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
297         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
298                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
299         return AVERROR(EINVAL);
300     }
301     if (s->options.min_partition_order < 0)
302         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
303     if (s->options.max_partition_order < 0)
304         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
305
306     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
307         s->options.min_prediction_order = 0;
308     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
309         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
310             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
311                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
312                        avctx->min_prediction_order);
313                 return -1;
314             }
315         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
316                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
317             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
318                    avctx->min_prediction_order);
319             return -1;
320         }
321         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
322     }
323     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
324         s->options.max_prediction_order = 0;
325     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
326         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
327             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
328                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
329                        avctx->max_prediction_order);
330                 return -1;
331             }
332         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
333                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
334             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
335                    avctx->max_prediction_order);
336             return -1;
337         }
338         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
339     }
340     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
341         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
342                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
343         return -1;
344     }
345
346     if (avctx->frame_size > 0) {
347         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
348                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
349             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
350                    avctx->frame_size);
351             return -1;
352         }
353     } else {
354         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
355     }
356     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
357
358     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
359     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
360                                                   s->channels, 16);
361
362     /* initialize MD5 context */
363     s->md5ctx = av_md5_alloc();
364     if (!s->md5ctx)
365         return AVERROR(ENOMEM);
366     av_md5_init(s->md5ctx);
367
368     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
369     if (!streaminfo)
370         return AVERROR(ENOMEM);
371     write_streaminfo(s, streaminfo);
372     avctx->extradata = streaminfo;
373     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
374
375     s->frame_count   = 0;
376     s->min_framesize = s->max_framesize;
377
378 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
379     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
380     if (!avctx->coded_frame)
381         return AVERROR(ENOMEM);
382 #endif
383
384     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
385                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
386
387     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
388
389     dprint_compression_options(s);
390
391     return ret;
392 }
393
394
395 static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
396 {
397     int i, ch;
398     FlacFrame *frame;
399
400     frame = &s->frame;
401
402     for (i = 0; i < 16; i++) {
403         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
404             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
405             frame->bs_code[0] = i;
406             frame->bs_code[1] = 0;
407             break;
408         }
409     }
410     if (i == 16) {
411         frame->blocksize = nb_samples;
412         if (frame->blocksize <= 256) {
413             frame->bs_code[0] = 6;
414             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
415         } else {
416             frame->bs_code[0] = 7;
417             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
418         }
419     }
420
421     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
422         frame->subframes[ch].wasted = 0;
423         frame->subframes[ch].obits = 16;
424     }
425
426     frame->verbatim_only = 0;
427 }
428
429
430 /**
431  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
432  */
433 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
434 {
435     int i, j, ch;
436     FlacFrame *frame;
437
438     frame = &s->frame;
439     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)
440         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)
441             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
442 }
443
444
445 static uint64_t rice_count_exact(int32_t *res, int n, int k)
446 {
447     int i;
448     uint64_t count = 0;
449
450     for (i = 0; i < n; i++) {
451         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
452         v ^= v >> 31;
453         count += (v >> k) + 1 + k;
454     }
455     return count;
456 }
457
458
459 static uint64_t subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
460                                      int pred_order)
461 {
462     int p, porder, psize;
463     int i, part_end;
464     uint64_t count = 0;
465
466     /* subframe header */
467     count += 8;
468
469     /* subframe */
470     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
471         count += sub->obits;
472     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
473         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
474     } else {
475         /* warm-up samples */
476         count += pred_order * sub->obits;
477
478         /* LPC coefficients */
479         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
480             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
481
482         /* rice-encoded block */
483         count += 2;
484
485         /* partition order */
486         porder = sub->rc.porder;
487         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
488         count += 4;
489
490         /* residual */
491         i        = pred_order;
492         part_end = psize;
493         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
494             int k = sub->rc.params[p];
495             count += 4;
496             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
497             i = part_end;
498             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
499         }
500     }
501
502     return count;
503 }
504
505
506 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
507
508 /**
509  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
510  */
511 static int find_optimal_param(uint64_t sum, int n)
512 {
513     int k;
514     uint64_t sum2;
515
516     if (sum <= n >> 1)
517         return 0;
518     sum2 = sum - (n >> 1);
519     k    = av_log2(av_clipl_int32(sum2 / n));
520     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
521 }
522
523
524 static uint64_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
525                                          uint64_t *sums, int n, int pred_order)
526 {
527     int i;
528     int k, cnt, part;
529     uint64_t all_bits;
530
531     part     = (1 << porder);
532     all_bits = 4 * part;
533
534     cnt = (n >> porder) - pred_order;
535     for (i = 0; i < part; i++) {
536         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
537         rc->params[i] = k;
538         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
539         cnt = n >> porder;
540     }
541
542     rc->porder = porder;
543
544     return all_bits;
545 }
546
547
548 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
549                       uint64_t sums[][MAX_PARTITIONS])
550 {
551     int i, j;
552     int parts;
553     uint32_t *res, *res_end;
554
555     /* sums for highest level */
556     parts   = (1 << pmax);
557     res     = &data[pred_order];
558     res_end = &data[n >> pmax];
559     for (i = 0; i < parts; i++) {
560         uint64_t sum = 0;
561         while (res < res_end)
562             sum += *(res++);
563         sums[pmax][i] = sum;
564         res_end += n >> pmax;
565     }
566     /* sums for lower levels */
567     for (i = pmax - 1; i >= pmin; i--) {
568         parts = (1 << i);
569         for (j = 0; j < parts; j++)
570             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
571     }
572 }
573
574
575 static uint64_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
576                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
577 {
578     int i;
579     uint64_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
580     int opt_porder;
581     RiceContext tmp_rc;
582     uint32_t *udata;
583     uint64_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
584
585     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
586     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
587     assert(pmin <= pmax);
588
589     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
590     for (i = 0; i < n; i++)
591         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
592
593     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
594
595     opt_porder = pmin;
596     bits[pmin] = UINT32_MAX;
597     for (i = pmin; i <= pmax; i++) {
598         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
599         if (bits[i] <= bits[opt_porder]) {
600             opt_porder = i;
601             *rc = tmp_rc;
602         }
603     }
604
605     av_freep(&udata);
606     return bits[opt_porder];
607 }
608
609
610 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
611 {
612     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
613     if (order > 0)
614         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
615     return porder;
616 }
617
618
619 static uint64_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
620                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
621 {
622     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
623                                s->frame.blocksize, pred_order);
624     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
625                                s->frame.blocksize, pred_order);
626
627     uint64_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + 4;
628     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
629         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
630     bits += calc_rice_params(&sub->rc, pmin, pmax, sub->residual,
631                              s->frame.blocksize, pred_order);
632     return bits;
633 }
634
635
636 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
637                                   int order)
638 {
639     int i;
640
641     for (i = 0; i < order; i++)
642         res[i] = smp[i];
643
644     if (order == 0) {
645         for (i = order; i < n; i++)
646             res[i] = smp[i];
647     } else if (order == 1) {
648         for (i = order; i < n; i++)
649             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
650     } else if (order == 2) {
651         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
652         for (i = order; i < n; i += 2) {
653             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
654             res[i]   = b - a;
655             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
656             res[i+1] = a - b;
657         }
658     } else if (order == 3) {
659         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
660         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
661         for (i = order; i < n; i += 2) {
662             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
663             int d    = b - a;
664             res[i]   = d - c;
665             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
666             c        = a - b;
667             res[i+1] = c - d;
668         }
669     } else {
670         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
671         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
672         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
673         for (i = order; i < n; i += 2) {
674             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
675             int d    = b - a;
676             int f    = d - c;
677             res[i  ] = f - e;
678             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
679             c        = a - b;
680             e        = c - d;
681             res[i+1] = e - f;
682         }
683     }
684 }
685
686
687 #define LPC1(x) {\
688     int c = coefs[(x)-1];\
689     p0   += c * s;\
690     s     = smp[i-(x)+1];\
691     p1   += c * s;\
692 }
693
694 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(int32_t *res,
695                                     const int32_t *smp, int n, int order,
696                                     const int32_t *coefs, int shift, int big)
697 {
698     int i;
699     for (i = order; i < n; i += 2) {
700         int s  = smp[i-order];
701         int p0 = 0, p1 = 0;
702         if (big) {
703             switch (order) {
704             case 32: LPC1(32)
705             case 31: LPC1(31)
706             case 30: LPC1(30)
707             case 29: LPC1(29)
708             case 28: LPC1(28)
709             case 27: LPC1(27)
710             case 26: LPC1(26)
711             case 25: LPC1(25)
712             case 24: LPC1(24)
713             case 23: LPC1(23)
714             case 22: LPC1(22)
715             case 21: LPC1(21)
716             case 20: LPC1(20)
717             case 19: LPC1(19)
718             case 18: LPC1(18)
719             case 17: LPC1(17)
720             case 16: LPC1(16)
721             case 15: LPC1(15)
722             case 14: LPC1(14)
723             case 13: LPC1(13)
724             case 12: LPC1(12)
725             case 11: LPC1(11)
726             case 10: LPC1(10)
727             case  9: LPC1( 9)
728                      LPC1( 8)
729                      LPC1( 7)
730                      LPC1( 6)
731                      LPC1( 5)
732                      LPC1( 4)
733                      LPC1( 3)
734                      LPC1( 2)
735                      LPC1( 1)
736             }
737         } else {
738             switch (order) {
739             case  8: LPC1( 8)
740             case  7: LPC1( 7)
741             case  6: LPC1( 6)
742             case  5: LPC1( 5)
743             case  4: LPC1( 4)
744             case  3: LPC1( 3)
745             case  2: LPC1( 2)
746             case  1: LPC1( 1)
747             }
748         }
749         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
750         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
751     }
752 }
753
754
755 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
756                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
757 {
758     int i;
759     for (i = 0; i < order; i++)
760         res[i] = smp[i];
761 #if CONFIG_SMALL
762     for (i = order; i < n; i += 2) {
763         int j;
764         int s  = smp[i];
765         int p0 = 0, p1 = 0;
766         for (j = 0; j < order; j++) {
767             int c = coefs[j];
768             p1   += c * s;
769             s     = smp[i-j-1];
770             p0   += c * s;
771         }
772         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
773         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
774     }
775 #else
776     switch (order) {
777     case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
778     case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
779     case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
780     case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
781     case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
782     case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
783     case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
784     case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
785     default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
786     }
787 #endif
788 }
789
790
791 static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
792 {
793     int i, n;
794     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
795     FlacFrame *frame;
796     FlacSubframe *sub;
797     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
798     int shift[MAX_LPC_ORDER];
799     int32_t *res, *smp;
800
801     frame = &s->frame;
802     sub   = &frame->subframes[ch];
803     res   = sub->residual;
804     smp   = sub->samples;
805     n     = frame->blocksize;
806
807     /* CONSTANT */
808     for (i = 1; i < n; i++)
809         if(smp[i] != smp[0])
810             break;
811     if (i == n) {
812         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
813         res[0] = smp[0];
814         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
815     }
816
817     /* VERBATIM */
818     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
819         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
820         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
821         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
822     }
823
824     min_order  = s->options.min_prediction_order;
825     max_order  = s->options.max_prediction_order;
826     omethod    = s->options.prediction_order_method;
827
828     /* FIXED */
829     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
830     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
831         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
832         uint64_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
833         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
834             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
835         opt_order = 0;
836         bits[0]   = UINT32_MAX;
837         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
838             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
839             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
840             if (bits[i] < bits[opt_order])
841                 opt_order = i;
842         }
843         sub->order     = opt_order;
844         sub->type_code = sub->type | sub->order;
845         if (sub->order != max_order) {
846             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
847             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
848         }
849         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
850     }
851
852     /* LPC */
853     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
854     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
855                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
856                                   s->options.lpc_passes, omethod,
857                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
858
859     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
860         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
861         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
862         int levels = 1 << omethod;
863         uint64_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
864         int order;
865         int opt_index   = levels-1;
866         opt_order       = max_order-1;
867         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
868         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
869             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
870             if (order < 0)
871                 order = 0;
872             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
873             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
874             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
875                 opt_index = i;
876                 opt_order = order;
877             }
878         }
879         opt_order++;
880     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
881         // brute-force optimal order search
882         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
883         opt_order = 0;
884         bits[0]   = UINT32_MAX;
885         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
886             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
887             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
888             if (bits[i] < bits[opt_order])
889                 opt_order = i;
890         }
891         opt_order++;
892     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
893         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
894         int step;
895
896         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
897         memset(bits, -1, sizeof(bits));
898
899         for (step = 16; step; step >>= 1) {
900             int last = opt_order;
901             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
902                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
903                     continue;
904                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
905                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
906                 if (bits[i] < bits[opt_order])
907                     opt_order = i;
908             }
909         }
910         opt_order++;
911     }
912
913     sub->order     = opt_order;
914     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
915     sub->shift     = shift[sub->order-1];
916     for (i = 0; i < sub->order; i++)
917         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
918
919     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
920
921     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
922
923     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
924 }
925
926
927 static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
928 {
929     uint8_t av_unused tmp;
930     int count;
931
932     /*
933     <14> Sync code
934     <1>  Reserved
935     <1>  Blocking strategy
936     <4>  Block size in inter-channel samples
937     <4>  Sample rate
938     <4>  Channel assignment
939     <3>  Sample size in bits
940     <1>  Reserved
941     */
942     count = 32;
943
944     /* coded frame number */
945     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
946
947     /* explicit block size */
948     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
949         count += 8;
950     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
951         count += 16;
952
953     /* explicit sample rate */
954     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
955
956     /* frame header CRC-8 */
957     count += 8;
958
959     return count;
960 }
961
962
963 static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
964 {
965     int ch;
966     uint64_t count;
967
968     count = count_frame_header(s);
969
970     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
971         count += encode_residual_ch(s, ch);
972
973     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
974     count += 16;                    // CRC-16
975
976     count >>= 3;
977     if (count > INT_MAX)
978         return AVERROR_BUG;
979     return count;
980 }
981
982
983 static void remove_wasted_bits(FlacEncodeContext *s)
984 {
985     int ch, i;
986
987     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
988         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
989         int32_t v         = 0;
990
991         for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++) {
992             v |= sub->samples[i];
993             if (v & 1)
994                 break;
995         }
996
997         if (v && !(v & 1)) {
998             v = av_ctz(v);
999
1000             for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++)
1001                 sub->samples[i] >>= v;
1002
1003             sub->wasted = v;
1004             sub->obits -= v;
1005         }
1006     }
1007 }
1008
1009
1010 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
1011 {
1012     int i, best;
1013     int32_t lt, rt;
1014     uint64_t sum[4];
1015     uint64_t score[4];
1016     int k;
1017
1018     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
1019     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1020     for (i = 2; i < n; i++) {
1021         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
1022         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1023         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
1024         sum[3] += FFABS(lt - rt);
1025         sum[0] += FFABS(lt);
1026         sum[1] += FFABS(rt);
1027     }
1028     /* estimate bit counts */
1029     for (i = 0; i < 4; i++) {
1030         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n);
1031         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
1032     }
1033
1034     /* calculate score for each mode */
1035     score[0] = sum[0] + sum[1];
1036     score[1] = sum[0] + sum[3];
1037     score[2] = sum[1] + sum[3];
1038     score[3] = sum[2] + sum[3];
1039
1040     /* return mode with lowest score */
1041     best = 0;
1042     for (i = 1; i < 4; i++)
1043         if (score[i] < score[best])
1044             best = i;
1045
1046     return best;
1047 }
1048
1049
1050 /**
1051  * Perform stereo channel decorrelation.
1052  */
1053 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
1054 {
1055     FlacFrame *frame;
1056     int32_t *left, *right;
1057     int i, n;
1058
1059     frame = &s->frame;
1060     n     = frame->blocksize;
1061     left  = frame->subframes[0].samples;
1062     right = frame->subframes[1].samples;
1063
1064     if (s->channels != 2) {
1065         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
1066         return;
1067     }
1068
1069     if (s->options.ch_mode < 0)
1070         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1071     else
1072         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
1073
1074     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1075     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1076         return;
1077     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1078         int32_t tmp;
1079         for (i = 0; i < n; i++) {
1080             tmp      = left[i];
1081             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
1082             right[i] =  tmp - right[i];
1083         }
1084         frame->subframes[1].obits++;
1085     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1086         for (i = 0; i < n; i++)
1087             right[i] = left[i] - right[i];
1088         frame->subframes[1].obits++;
1089     } else {
1090         for (i = 0; i < n; i++)
1091             left[i] -= right[i];
1092         frame->subframes[0].obits++;
1093     }
1094 }
1095
1096
1097 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1098 {
1099     uint8_t tmp;
1100     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1101 }
1102
1103
1104 static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1105 {
1106     FlacFrame *frame;
1107     int crc;
1108
1109     frame = &s->frame;
1110
1111     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1112     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1113     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1114
1115     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
1116         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
1117     else
1118         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
1119
1120     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1121     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1122     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1123
1124     if (frame->bs_code[0] == 6)
1125         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1126     else if (frame->bs_code[0] == 7)
1127         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1128
1129     if (s->sr_code[0] == 12)
1130         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1131     else if (s->sr_code[0] > 12)
1132         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1133
1134     flush_put_bits(&s->pb);
1135     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
1136                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
1137     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1138 }
1139
1140
1141 static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
1142 {
1143     int ch;
1144
1145     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1146         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
1147         int i, p, porder, psize;
1148         int32_t *part_end;
1149         int32_t *res       =  sub->residual;
1150         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
1151
1152         /* subframe header */
1153         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1154         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1155         put_bits(&s->pb, 1, !!sub->wasted);
1156         if (sub->wasted)
1157             put_bits(&s->pb, sub->wasted, 1);
1158
1159         /* subframe */
1160         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1161             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
1162         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1163             while (res < frame_end)
1164                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1165         } else {
1166             /* warm-up samples */
1167             for (i = 0; i < sub->order; i++)
1168                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
1169
1170             /* LPC coefficients */
1171             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1172                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
1173                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
1174                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
1175                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
1176                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1177             }
1178
1179             /* rice-encoded block */
1180             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1181
1182             /* partition order */
1183             porder  = sub->rc.porder;
1184             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
1185             put_bits(&s->pb, 4, porder);
1186
1187             /* residual */
1188             part_end  = &sub->residual[psize];
1189             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
1190                 int k = sub->rc.params[p];
1191                 put_bits(&s->pb, 4, k);
1192                 while (res < part_end)
1193                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
1194                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
1195             }
1196         }
1197     }
1198 }
1199
1200
1201 static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1202 {
1203     int crc;
1204     flush_put_bits(&s->pb);
1205     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
1206                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
1207     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1208     flush_put_bits(&s->pb);
1209 }
1210
1211
1212 static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
1213 {
1214     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1215     write_frame_header(s);
1216     write_subframes(s);
1217     write_frame_footer(s);
1218     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1219 }
1220
1221
1222 static int update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const int16_t *samples)
1223 {
1224     const uint8_t *buf;
1225     int buf_size = s->frame.blocksize * s->channels * 2;
1226
1227     if (HAVE_BIGENDIAN) {
1228         av_fast_malloc(&s->md5_buffer, &s->md5_buffer_size, buf_size);
1229         if (!s->md5_buffer)
1230             return AVERROR(ENOMEM);
1231     }
1232
1233     buf = (const uint8_t *)samples;
1234 #if HAVE_BIGENDIAN
1235     s->dsp.bswap16_buf((uint16_t *)s->md5_buffer,
1236                        (const uint16_t *)samples, buf_size / 2);
1237     buf = s->md5_buffer;
1238 #endif
1239     av_md5_update(s->md5ctx, buf, buf_size);
1240
1241     return 0;
1242 }
1243
1244
1245 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1246                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1247 {
1248     FlacEncodeContext *s;
1249     const int16_t *samples;
1250     int frame_bytes, out_bytes, ret;
1251
1252     s = avctx->priv_data;
1253
1254     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1255     if (!frame) {
1256         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1257         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1258         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1259         return 0;
1260     }
1261     samples = (const int16_t *)frame->data[0];
1262
1263     /* change max_framesize for small final frame */
1264     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
1265         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
1266                                                       s->channels, 16);
1267     }
1268
1269     init_frame(s, frame->nb_samples);
1270
1271     copy_samples(s, samples);
1272
1273     channel_decorrelation(s);
1274
1275     remove_wasted_bits(s);
1276
1277     frame_bytes = encode_frame(s);
1278
1279     /* fallback to verbatim mode if the compressed frame is larger than it
1280        would be if encoded uncompressed. */
1281     if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > s->max_framesize) {
1282         s->frame.verbatim_only = 1;
1283         frame_bytes = encode_frame(s);
1284         if (frame_bytes < 0) {
1285             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad frame count\n");
1286             return frame_bytes;
1287         }
1288     }
1289
1290     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, frame_bytes))) {
1291         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
1292         return ret;
1293     }
1294
1295     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
1296
1297     s->frame_count++;
1298     s->sample_count += frame->nb_samples;
1299     if ((ret = update_md5_sum(s, samples)) < 0) {
1300         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error updating MD5 checksum\n");
1301         return ret;
1302     }
1303     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1304         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1305     if (out_bytes < s->min_framesize)
1306         s->min_framesize = out_bytes;
1307
1308     avpkt->pts      = frame->pts;
1309     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1310     avpkt->size     = out_bytes;
1311     *got_packet_ptr = 1;
1312     return 0;
1313 }
1314
1315
1316 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1317 {
1318     if (avctx->priv_data) {
1319         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1320         av_freep(&s->md5ctx);
1321         av_freep(&s->md5_buffer);
1322         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
1323     }
1324     av_freep(&avctx->extradata);
1325     avctx->extradata_size = 0;
1326 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1327     av_freep(&avctx->coded_frame);
1328 #endif
1329     return 0;
1330 }
1331
1332 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1333 static const AVOption options[] = {
1334 { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
1335 { "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" },
1336 { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1337 { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1338 { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1339 { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
1340 { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS },
1341 { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1342 { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
1343 { "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" },
1344 { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1345 { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1346 { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1347 { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1348 { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1349 { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
1350 { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
1351 { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1352 { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1353 { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1354 { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1355 { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
1356 { NULL },
1357 };
1358
1359 static const AVClass flac_encoder_class = {
1360     "FLAC encoder",
1361     av_default_item_name,
1362     options,
1363     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1364 };
1365
1366 AVCodec ff_flac_encoder = {
1367     .name           = "flac",
1368     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1369     .id             = AV_CODEC_ID_FLAC,
1370     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
1371     .init           = flac_encode_init,
1372     .encode2        = flac_encode_frame,
1373     .close          = flac_encode_close,
1374     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
1375     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
1376                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1377     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1378     .priv_class     = &flac_encoder_class,
1379 };