Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * FLAC audio encoder
  3.  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
  4.  *
  5.  * This file is part of FFmpeg.
  6.  *
  7.  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  8.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  9.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10.  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11.  *
  12.  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15.  * Lesser General Public License for more details.
  16.  *
  17.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18.  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19.  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20.  */
  21.  
  22. #include "libavutil/avassert.h"
  23. #include "libavutil/crc.h"
  24. #include "libavutil/intmath.h"
  25. #include "libavutil/md5.h"
  26. #include "libavutil/opt.h"
  27. #include "avcodec.h"
  28. #include "bswapdsp.h"
  29. #include "put_bits.h"
  30. #include "golomb.h"
  31. #include "internal.h"
  32. #include "lpc.h"
  33. #include "flac.h"
  34. #include "flacdata.h"
  35. #include "flacdsp.h"
  36.  
  37. #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  38. #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  39. #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  40. #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  41.  
  42. #define MAX_FIXED_ORDER     4
  43. #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  44. #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  45. #define MAX_LPC_PRECISION  15
  46. #define MAX_LPC_SHIFT      15
  47.  
  48. enum CodingMode {
  49.     CODING_MODE_RICE  = 4,
  50.     CODING_MODE_RICE2 = 5,
  51. };
  52.  
  53. typedef struct CompressionOptions {
  54.     int compression_level;
  55.     int block_time_ms;
  56.     enum FFLPCType lpc_type;
  57.     int lpc_passes;
  58.     int lpc_coeff_precision;
  59.     int min_prediction_order;
  60.     int max_prediction_order;
  61.     int prediction_order_method;
  62.     int min_partition_order;
  63.     int max_partition_order;
  64.     int ch_mode;
  65.     int exact_rice_parameters;
  66.     int multi_dim_quant;
  67. } CompressionOptions;
  68.  
  69. typedef struct RiceContext {
  70.     enum CodingMode coding_mode;
  71.     int porder;
  72.     int params[MAX_PARTITIONS];
  73. } RiceContext;
  74.  
  75. typedef struct FlacSubframe {
  76.     int type;
  77.     int type_code;
  78.     int obits;
  79.     int wasted;
  80.     int order;
  81.     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  82.     int shift;
  83.  
  84.     RiceContext rc;
  85.     uint32_t rc_udata[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  86.     uint64_t rc_sums[32][MAX_PARTITIONS];
  87.  
  88.     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  89.     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE+11];
  90. } FlacSubframe;
  91.  
  92. typedef struct FlacFrame {
  93.     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CHANNELS];
  94.     int blocksize;
  95.     int bs_code[2];
  96.     uint8_t crc8;
  97.     int ch_mode;
  98.     int verbatim_only;
  99. } FlacFrame;
  100.  
  101. typedef struct FlacEncodeContext {
  102.     AVClass *class;
  103.     PutBitContext pb;
  104.     int channels;
  105.     int samplerate;
  106.     int sr_code[2];
  107.     int bps_code;
  108.     int max_blocksize;
  109.     int min_framesize;
  110.     int max_framesize;
  111.     int max_encoded_framesize;
  112.     uint32_t frame_count;
  113.     uint64_t sample_count;
  114.     uint8_t md5sum[16];
  115.     FlacFrame frame;
  116.     CompressionOptions options;
  117.     AVCodecContext *avctx;
  118.     LPCContext lpc_ctx;
  119.     struct AVMD5 *md5ctx;
  120.     uint8_t *md5_buffer;
  121.     unsigned int md5_buffer_size;
  122.     BswapDSPContext bdsp;
  123.     FLACDSPContext flac_dsp;
  124.  
  125.     int flushed;
  126.     int64_t next_pts;
  127. } FlacEncodeContext;
  128.  
  129.  
  130. /**
  131.  * Write streaminfo metadata block to byte array.
  132.  */
  133. static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
  134. {
  135.     PutBitContext pb;
  136.  
  137.     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
  138.     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
  139.  
  140.     /* streaminfo metadata block */
  141.     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
  142.     put_bits(&pb, 16, s->max_blocksize);
  143.     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
  144.     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
  145.     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
  146.     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
  147.     put_bits(&pb,  5, s->avctx->bits_per_raw_sample - 1);
  148.     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
  149.     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
  150.     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
  151.     flush_put_bits(&pb);
  152.     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
  153. }
  154.  
  155.  
  156. /**
  157.  * Set blocksize based on samplerate.
  158.  * Choose the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds.
  159.  */
  160. static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
  161. {
  162.     int i;
  163.     int target;
  164.     int blocksize;
  165.  
  166.     av_assert0(samplerate > 0);
  167.     blocksize = ff_flac_blocksize_table[1];
  168.     target    = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
  169.     for (i = 0; i < 16; i++) {
  170.         if (target >= ff_flac_blocksize_table[i] &&
  171.             ff_flac_blocksize_table[i] > blocksize) {
  172.             blocksize = ff_flac_blocksize_table[i];
  173.         }
  174.     }
  175.     return blocksize;
  176. }
  177.  
  178.  
  179. static av_cold void dprint_compression_options(FlacEncodeContext *s)
  180. {
  181.     AVCodecContext     *avctx = s->avctx;
  182.     CompressionOptions *opt   = &s->options;
  183.  
  184.     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", opt->compression_level);
  185.  
  186.     switch (opt->lpc_type) {
  187.     case FF_LPC_TYPE_NONE:
  188.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: None\n");
  189.         break;
  190.     case FF_LPC_TYPE_FIXED:
  191.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Fixed pre-defined coefficients\n");
  192.         break;
  193.     case FF_LPC_TYPE_LEVINSON:
  194.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
  195.         break;
  196.     case FF_LPC_TYPE_CHOLESKY:
  197.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc type: Cholesky factorization, %d pass%s\n",
  198.                opt->lpc_passes, opt->lpc_passes == 1 ? "" : "es");
  199.         break;
  200.     }
  201.  
  202.     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
  203.            opt->min_prediction_order, opt->max_prediction_order);
  204.  
  205.     switch (opt->prediction_order_method) {
  206.     case ORDER_METHOD_EST:
  207.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "estimate");
  208.         break;
  209.     case ORDER_METHOD_2LEVEL:
  210.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "2-level");
  211.         break;
  212.     case ORDER_METHOD_4LEVEL:
  213.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "4-level");
  214.         break;
  215.     case ORDER_METHOD_8LEVEL:
  216.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "8-level");
  217.         break;
  218.     case ORDER_METHOD_SEARCH:
  219.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "full search");
  220.         break;
  221.     case ORDER_METHOD_LOG:
  222.         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n", "log search");
  223.         break;
  224.     }
  225.  
  226.  
  227.     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
  228.            opt->min_partition_order, opt->max_partition_order);
  229.  
  230.     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", avctx->frame_size);
  231.  
  232.     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
  233.            opt->lpc_coeff_precision);
  234. }
  235.  
  236.  
  237. static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  238. {
  239.     int freq = avctx->sample_rate;
  240.     int channels = avctx->channels;
  241.     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
  242.     int i, level, ret;
  243.     uint8_t *streaminfo;
  244.  
  245.     s->avctx = avctx;
  246.  
  247.     switch (avctx->sample_fmt) {
  248.     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
  249.         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
  250.         s->bps_code                = 4;
  251.         break;
  252.     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
  253.         if (avctx->bits_per_raw_sample != 24)
  254.             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
  255.         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
  256.         s->bps_code                = 6;
  257.         break;
  258.     }
  259.  
  260.     if (channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS) {
  261.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d channels not supported (max %d)\n",
  262.                channels, FLAC_MAX_CHANNELS);
  263.         return AVERROR(EINVAL);
  264.     }
  265.     s->channels = channels;
  266.  
  267.     /* find samplerate in table */
  268.     if (freq < 1)
  269.         return -1;
  270.     for (i = 4; i < 12; i++) {
  271.         if (freq == ff_flac_sample_rate_table[i]) {
  272.             s->samplerate = ff_flac_sample_rate_table[i];
  273.             s->sr_code[0] = i;
  274.             s->sr_code[1] = 0;
  275.             break;
  276.         }
  277.     }
  278.     /* if not in table, samplerate is non-standard */
  279.     if (i == 12) {
  280.         if (freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
  281.             s->sr_code[0] = 12;
  282.             s->sr_code[1] = freq / 1000;
  283.         } else if (freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
  284.             s->sr_code[0] = 14;
  285.             s->sr_code[1] = freq / 10;
  286.         } else if (freq < 65535) {
  287.             s->sr_code[0] = 13;
  288.             s->sr_code[1] = freq;
  289.         } else {
  290.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d Hz not supported\n", freq);
  291.             return AVERROR(EINVAL);
  292.         }
  293.         s->samplerate = freq;
  294.     }
  295.  
  296.     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
  297.     if (avctx->compression_level < 0)
  298.         s->options.compression_level = 5;
  299.     else
  300.         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
  301.  
  302.     level = s->options.compression_level;
  303.     if (level > 12) {
  304.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
  305.                s->options.compression_level);
  306.         return AVERROR(EINVAL);
  307.     }
  308.  
  309.     s->options.block_time_ms = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
  310.  
  311.     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_DEFAULT)
  312.         s->options.lpc_type  = ((int[]){ FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,    FF_LPC_TYPE_FIXED,
  313.                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
  314.                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
  315.                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON, FF_LPC_TYPE_LEVINSON,
  316.                                          FF_LPC_TYPE_LEVINSON})[level];
  317.  
  318.     s->options.min_prediction_order = ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
  319.     s->options.max_prediction_order = ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
  320.  
  321.     if (s->options.prediction_order_method < 0)
  322.         s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
  323.                                                        ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
  324.                                                        ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
  325.                                                        ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
  326.                                                        ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
  327.  
  328.     if (s->options.min_partition_order > s->options.max_partition_order) {
  329.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
  330.                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
  331.         return AVERROR(EINVAL);
  332.     }
  333.     if (s->options.min_partition_order < 0)
  334.         s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
  335.     if (s->options.max_partition_order < 0)
  336.         s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
  337.  
  338.     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
  339.         s->options.min_prediction_order = 0;
  340.     } else if (avctx->min_prediction_order >= 0) {
  341.         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
  342.             if (avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
  343.                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
  344.                        avctx->min_prediction_order);
  345.                 return AVERROR(EINVAL);
  346.             }
  347.         } else if (avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
  348.                    avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
  349.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
  350.                    avctx->min_prediction_order);
  351.             return AVERROR(EINVAL);
  352.         }
  353.         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
  354.     }
  355.     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE) {
  356.         s->options.max_prediction_order = 0;
  357.     } else if (avctx->max_prediction_order >= 0) {
  358.         if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED) {
  359.             if (avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
  360.                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
  361.                        avctx->max_prediction_order);
  362.                 return AVERROR(EINVAL);
  363.             }
  364.         } else if (avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
  365.                    avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
  366.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
  367.                    avctx->max_prediction_order);
  368.             return AVERROR(EINVAL);
  369.         }
  370.         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
  371.     }
  372.     if (s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
  373.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
  374.                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
  375.         return AVERROR(EINVAL);
  376.     }
  377.  
  378.     if (avctx->frame_size > 0) {
  379.         if (avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
  380.                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
  381.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
  382.                    avctx->frame_size);
  383.             return AVERROR(EINVAL);
  384.         }
  385.     } else {
  386.         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
  387.     }
  388.     s->max_blocksize = s->avctx->frame_size;
  389.  
  390.     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
  391.     s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(s->avctx->frame_size,
  392.                                                   s->channels,
  393.                                                   s->avctx->bits_per_raw_sample);
  394.  
  395.     /* initialize MD5 context */
  396.     s->md5ctx = av_md5_alloc();
  397.     if (!s->md5ctx)
  398.         return AVERROR(ENOMEM);
  399.     av_md5_init(s->md5ctx);
  400.  
  401.     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
  402.     if (!streaminfo)
  403.         return AVERROR(ENOMEM);
  404.     write_streaminfo(s, streaminfo);
  405.     avctx->extradata = streaminfo;
  406.     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
  407.  
  408.     s->frame_count   = 0;
  409.     s->min_framesize = s->max_framesize;
  410.  
  411.     if (channels == 3 &&
  412.             avctx->channel_layout != (AV_CH_LAYOUT_STEREO|AV_CH_FRONT_CENTER) ||
  413.         channels == 4 &&
  414.             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_2_2 &&
  415.             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_QUAD ||
  416.         channels == 5 &&
  417.             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0 &&
  418.             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK ||
  419.         channels == 6 &&
  420.             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1 &&
  421.             avctx->channel_layout != AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK) {
  422.         if (avctx->channel_layout) {
  423.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel layout not supported by Flac, "
  424.                                              "output stream will have incorrect "
  425.                                              "channel layout.\n");
  426.         } else {
  427.             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The encoder "
  428.                                                "will use Flac channel layout for "
  429.                                                "%d channels.\n", channels);
  430.         }
  431.     }
  432.  
  433.     ret = ff_lpc_init(&s->lpc_ctx, avctx->frame_size,
  434.                       s->options.max_prediction_order, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
  435.  
  436.     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
  437.     ff_flacdsp_init(&s->flac_dsp, avctx->sample_fmt, channels,
  438.                     avctx->bits_per_raw_sample);
  439.  
  440.     dprint_compression_options(s);
  441.  
  442.     return ret;
  443. }
  444.  
  445.  
  446. static void init_frame(FlacEncodeContext *s, int nb_samples)
  447. {
  448.     int i, ch;
  449.     FlacFrame *frame;
  450.  
  451.     frame = &s->frame;
  452.  
  453.     for (i = 0; i < 16; i++) {
  454.         if (nb_samples == ff_flac_blocksize_table[i]) {
  455.             frame->blocksize  = ff_flac_blocksize_table[i];
  456.             frame->bs_code[0] = i;
  457.             frame->bs_code[1] = 0;
  458.             break;
  459.         }
  460.     }
  461.     if (i == 16) {
  462.         frame->blocksize = nb_samples;
  463.         if (frame->blocksize <= 256) {
  464.             frame->bs_code[0] = 6;
  465.             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
  466.         } else {
  467.             frame->bs_code[0] = 7;
  468.             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
  469.         }
  470.     }
  471.  
  472.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
  473.         FlacSubframe *sub = &frame->subframes[ch];
  474.  
  475.         sub->wasted = 0;
  476.         sub->obits  = s->avctx->bits_per_raw_sample;
  477.  
  478.         if (sub->obits > 16)
  479.             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE2;
  480.         else
  481.             sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
  482.     }
  483.  
  484.     frame->verbatim_only = 0;
  485. }
  486.  
  487.  
  488. /**
  489.  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes.
  490.  */
  491. static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
  492. {
  493.     int i, j, ch;
  494.     FlacFrame *frame;
  495.     int shift = av_get_bytes_per_sample(s->avctx->sample_fmt) * 8 -
  496.                 s->avctx->bits_per_raw_sample;
  497.  
  498. #define COPY_SAMPLES(bits) do {                                     \
  499.     const int ## bits ## _t *samples0 = samples;                    \
  500.     frame = &s->frame;                                              \
  501.     for (i = 0, j = 0; i < frame->blocksize; i++)                   \
  502.         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++, j++)                   \
  503.             frame->subframes[ch].samples[i] = samples0[j] >> shift; \
  504. } while (0)
  505.  
  506.     if (s->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16)
  507.         COPY_SAMPLES(16);
  508.     else
  509.         COPY_SAMPLES(32);
  510. }
  511.  
  512.  
  513. static uint64_t rice_count_exact(const int32_t *res, int n, int k)
  514. {
  515.     int i;
  516.     uint64_t count = 0;
  517.  
  518.     for (i = 0; i < n; i++) {
  519.         int32_t v = -2 * res[i] - 1;
  520.         v ^= v >> 31;
  521.         count += (v >> k) + 1 + k;
  522.     }
  523.     return count;
  524. }
  525.  
  526.  
  527. static uint64_t subframe_count_exact(FlacEncodeContext *s, FlacSubframe *sub,
  528.                                      int pred_order)
  529. {
  530.     int p, porder, psize;
  531.     int i, part_end;
  532.     uint64_t count = 0;
  533.  
  534.     /* subframe header */
  535.     count += 8;
  536.  
  537.     if (sub->wasted)
  538.         count += sub->wasted;
  539.  
  540.     /* subframe */
  541.     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
  542.         count += sub->obits;
  543.     } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
  544.         count += s->frame.blocksize * sub->obits;
  545.     } else {
  546.         /* warm-up samples */
  547.         count += pred_order * sub->obits;
  548.  
  549.         /* LPC coefficients */
  550.         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
  551.             count += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
  552.  
  553.         /* rice-encoded block */
  554.         count += 2;
  555.  
  556.         /* partition order */
  557.         porder = sub->rc.porder;
  558.         psize  = s->frame.blocksize >> porder;
  559.         count += 4;
  560.  
  561.         /* residual */
  562.         i        = pred_order;
  563.         part_end = psize;
  564.         for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
  565.             int k = sub->rc.params[p];
  566.             count += sub->rc.coding_mode;
  567.             count += rice_count_exact(&sub->residual[i], part_end - i, k);
  568.             i = part_end;
  569.             part_end = FFMIN(s->frame.blocksize, part_end + psize);
  570.         }
  571.     }
  572.  
  573.     return count;
  574. }
  575.  
  576.  
  577. #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
  578.  
  579. /**
  580.  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0.
  581.  */
  582. static int find_optimal_param(uint64_t sum, int n, int max_param)
  583. {
  584.     int k;
  585.     uint64_t sum2;
  586.  
  587.     if (sum <= n >> 1)
  588.         return 0;
  589.     sum2 = sum - (n >> 1);
  590.     k    = av_log2(av_clipl_int32(sum2 / n));
  591.     return FFMIN(k, max_param);
  592. }
  593.  
  594. static int find_optimal_param_exact(uint64_t sums[32][MAX_PARTITIONS], int i, int max_param)
  595. {
  596.     int bestk = 0;
  597.     int64_t bestbits = INT64_MAX;
  598.     int k;
  599.  
  600.     for (k = 0; k <= max_param; k++) {
  601.         int64_t bits = sums[k][i];
  602.         if (bits < bestbits) {
  603.             bestbits = bits;
  604.             bestk = k;
  605.         }
  606.     }
  607.  
  608.     return bestk;
  609. }
  610.  
  611. static uint64_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
  612.                                          uint64_t sums[32][MAX_PARTITIONS],
  613.                                          int n, int pred_order, int max_param, int exact)
  614. {
  615.     int i;
  616.     int k, cnt, part;
  617.     uint64_t all_bits;
  618.  
  619.     part     = (1 << porder);
  620.     all_bits = 4 * part;
  621.  
  622.     cnt = (n >> porder) - pred_order;
  623.     for (i = 0; i < part; i++) {
  624.         if (exact) {
  625.             k = find_optimal_param_exact(sums, i, max_param);
  626.             all_bits += sums[k][i];
  627.         } else {
  628.             k = find_optimal_param(sums[0][i], cnt, max_param);
  629.             all_bits += rice_encode_count(sums[0][i], cnt, k);
  630.         }
  631.         rc->params[i] = k;
  632.         cnt = n >> porder;
  633.     }
  634.  
  635.     rc->porder = porder;
  636.  
  637.     return all_bits;
  638. }
  639.  
  640.  
  641. static void calc_sum_top(int pmax, int kmax, const uint32_t *data, int n, int pred_order,
  642.                          uint64_t sums[32][MAX_PARTITIONS])
  643. {
  644.     int i, k;
  645.     int parts;
  646.     const uint32_t *res, *res_end;
  647.  
  648.     /* sums for highest level */
  649.     parts   = (1 << pmax);
  650.  
  651.     for (k = 0; k <= kmax; k++) {
  652.         res     = &data[pred_order];
  653.         res_end = &data[n >> pmax];
  654.         for (i = 0; i < parts; i++) {
  655.             if (kmax) {
  656.                 uint64_t sum = (1LL + k) * (res_end - res);
  657.                 while (res < res_end)
  658.                     sum += *(res++) >> k;
  659.                 sums[k][i] = sum;
  660.             } else {
  661.                 uint64_t sum = 0;
  662.                 while (res < res_end)
  663.                     sum += *(res++);
  664.                 sums[k][i] = sum;
  665.             }
  666.             res_end += n >> pmax;
  667.         }
  668.     }
  669. }
  670.  
  671. static void calc_sum_next(int level, uint64_t sums[32][MAX_PARTITIONS], int kmax)
  672. {
  673.     int i, k;
  674.     int parts = (1 << level);
  675.     for (i = 0; i < parts; i++) {
  676.         for (k=0; k<=kmax; k++)
  677.             sums[k][i] = sums[k][2*i] + sums[k][2*i+1];
  678.     }
  679. }
  680.  
  681. static uint64_t calc_rice_params(RiceContext *rc,
  682.                                  uint32_t udata[FLAC_MAX_BLOCKSIZE],
  683.                                  uint64_t sums[32][MAX_PARTITIONS],
  684.                                  int pmin, int pmax,
  685.                                  const int32_t *data, int n, int pred_order, int exact)
  686. {
  687.     int i;
  688.     uint64_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
  689.     int opt_porder;
  690.     RiceContext tmp_rc;
  691.     int kmax = (1 << rc->coding_mode) - 2;
  692.  
  693.     av_assert1(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
  694.     av_assert1(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
  695.     av_assert1(pmin <= pmax);
  696.  
  697.     tmp_rc.coding_mode = rc->coding_mode;
  698.  
  699.     for (i = 0; i < n; i++)
  700.         udata[i] = (2 * data[i]) ^ (data[i] >> 31);
  701.  
  702.     calc_sum_top(pmax, exact ? kmax : 0, udata, n, pred_order, sums);
  703.  
  704.     opt_porder = pmin;
  705.     bits[pmin] = UINT32_MAX;
  706.     for (i = pmax; ; ) {
  707.         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums, n, pred_order, kmax, exact);
  708.         if (bits[i] < bits[opt_porder] || pmax == pmin) {
  709.             opt_porder = i;
  710.             *rc = tmp_rc;
  711.         }
  712.         if (i == pmin)
  713.             break;
  714.         calc_sum_next(--i, sums, exact ? kmax : 0);
  715.     }
  716.  
  717.     return bits[opt_porder];
  718. }
  719.  
  720.  
  721. static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
  722. {
  723.     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
  724.     if (order > 0)
  725.         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
  726.     return porder;
  727. }
  728.  
  729.  
  730. static uint64_t find_subframe_rice_params(FlacEncodeContext *s,
  731.                                           FlacSubframe *sub, int pred_order)
  732. {
  733.     int pmin = get_max_p_order(s->options.min_partition_order,
  734.                                s->frame.blocksize, pred_order);
  735.     int pmax = get_max_p_order(s->options.max_partition_order,
  736.                                s->frame.blocksize, pred_order);
  737.  
  738.     uint64_t bits = 8 + pred_order * sub->obits + 2 + sub->rc.coding_mode;
  739.     if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC)
  740.         bits += 4 + 5 + pred_order * s->options.lpc_coeff_precision;
  741.     bits += calc_rice_params(&sub->rc, sub->rc_udata, sub->rc_sums, pmin, pmax, sub->residual,
  742.                              s->frame.blocksize, pred_order, s->options.exact_rice_parameters);
  743.     return bits;
  744. }
  745.  
  746.  
  747. static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
  748.                                   int order)
  749. {
  750.     int i;
  751.  
  752.     for (i = 0; i < order; i++)
  753.         res[i] = smp[i];
  754.  
  755.     if (order == 0) {
  756.         for (i = order; i < n; i++)
  757.             res[i] = smp[i];
  758.     } else if (order == 1) {
  759.         for (i = order; i < n; i++)
  760.             res[i] = smp[i] - smp[i-1];
  761.     } else if (order == 2) {
  762.         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
  763.         for (i = order; i < n; i += 2) {
  764.             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
  765.             res[i]   = b - a;
  766.             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
  767.             res[i+1] = a - b;
  768.         }
  769.     } else if (order == 3) {
  770.         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
  771.         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
  772.         for (i = order; i < n; i += 2) {
  773.             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
  774.             int d    = b - a;
  775.             res[i]   = d - c;
  776.             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
  777.             c        = a - b;
  778.             res[i+1] = c - d;
  779.         }
  780.     } else {
  781.         int a = smp[order-1] -   smp[order-2];
  782.         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] +   smp[order-3];
  783.         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
  784.         for (i = order; i < n; i += 2) {
  785.             int b    = smp[i  ] - smp[i-1];
  786.             int d    = b - a;
  787.             int f    = d - c;
  788.             res[i  ] = f - e;
  789.             a        = smp[i+1] - smp[i  ];
  790.             c        = a - b;
  791.             e        = c - d;
  792.             res[i+1] = e - f;
  793.         }
  794.     }
  795. }
  796.  
  797.  
  798. static int encode_residual_ch(FlacEncodeContext *s, int ch)
  799. {
  800.     int i, n;
  801.     int min_order, max_order, opt_order, omethod;
  802.     FlacFrame *frame;
  803.     FlacSubframe *sub;
  804.     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
  805.     int shift[MAX_LPC_ORDER];
  806.     int32_t *res, *smp;
  807.  
  808.     frame = &s->frame;
  809.     sub   = &frame->subframes[ch];
  810.     res   = sub->residual;
  811.     smp   = sub->samples;
  812.     n     = frame->blocksize;
  813.  
  814.     /* CONSTANT */
  815.     for (i = 1; i < n; i++)
  816.         if(smp[i] != smp[0])
  817.             break;
  818.     if (i == n) {
  819.         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
  820.         res[0] = smp[0];
  821.         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
  822.     }
  823.  
  824.     /* VERBATIM */
  825.     if (frame->verbatim_only || n < 5) {
  826.         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
  827.         memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
  828.         return subframe_count_exact(s, sub, 0);
  829.     }
  830.  
  831.     min_order  = s->options.min_prediction_order;
  832.     max_order  = s->options.max_prediction_order;
  833.     omethod    = s->options.prediction_order_method;
  834.  
  835.     /* FIXED */
  836.     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
  837.     if (s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_NONE  ||
  838.         s->options.lpc_type == FF_LPC_TYPE_FIXED || n <= max_order) {
  839.         uint64_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
  840.         if (max_order > MAX_FIXED_ORDER)
  841.             max_order = MAX_FIXED_ORDER;
  842.         opt_order = 0;
  843.         bits[0]   = UINT32_MAX;
  844.         for (i = min_order; i <= max_order; i++) {
  845.             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
  846.             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i);
  847.             if (bits[i] < bits[opt_order])
  848.                 opt_order = i;
  849.         }
  850.         sub->order     = opt_order;
  851.         sub->type_code = sub->type | sub->order;
  852.         if (sub->order != max_order) {
  853.             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
  854.             find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
  855.         }
  856.         return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
  857.     }
  858.  
  859.     /* LPC */
  860.     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
  861.     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&s->lpc_ctx, smp, n, min_order, max_order,
  862.                                   s->options.lpc_coeff_precision, coefs, shift, s->options.lpc_type,
  863.                                   s->options.lpc_passes, omethod,
  864.                                   MAX_LPC_SHIFT, 0);
  865.  
  866.     if (omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
  867.         omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
  868.         omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
  869.         int levels = 1 << omethod;
  870.         uint64_t bits[1 << ORDER_METHOD_8LEVEL];
  871.         int order       = -1;
  872.         int opt_index   = levels-1;
  873.         opt_order       = max_order-1;
  874.         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
  875.         for (i = levels-1; i >= 0; i--) {
  876.             int last_order = order;
  877.             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
  878.             order = av_clip(order, min_order - 1, max_order - 1);
  879.             if (order == last_order)
  880.                 continue;
  881.             if (s->bps_code * 4 + s->options.lpc_coeff_precision + av_log2(order) <= 32) {
  882.                 s->flac_dsp.lpc16_encode(res, smp, n, order+1, coefs[order],
  883.                                          shift[order]);
  884.             } else {
  885.                 s->flac_dsp.lpc32_encode(res, smp, n, order+1, coefs[order],
  886.                                          shift[order]);
  887.             }
  888.             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, order+1);
  889.             if (bits[i] < bits[opt_index]) {
  890.                 opt_index = i;
  891.                 opt_order = order;
  892.             }
  893.         }
  894.         opt_order++;
  895.     } else if (omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
  896.         // brute-force optimal order search
  897.         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
  898.         opt_order = 0;
  899.         bits[0]   = UINT32_MAX;
  900.         for (i = min_order-1; i < max_order; i++) {
  901.             if (s->bps_code * 4 + s->options.lpc_coeff_precision + av_log2(i) <= 32) {
  902.                 s->flac_dsp.lpc16_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
  903.             } else {
  904.                 s->flac_dsp.lpc32_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
  905.             }
  906.             bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
  907.             if (bits[i] < bits[opt_order])
  908.                 opt_order = i;
  909.         }
  910.         opt_order++;
  911.     } else if (omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
  912.         uint64_t bits[MAX_LPC_ORDER];
  913.         int step;
  914.  
  915.         opt_order = min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
  916.         memset(bits, -1, sizeof(bits));
  917.  
  918.         for (step = 16; step; step >>= 1) {
  919.             int last = opt_order;
  920.             for (i = last-step; i <= last+step; i += step) {
  921.                 if (i < min_order-1 || i >= max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
  922.                     continue;
  923.                 if (s->bps_code * 4 + s->options.lpc_coeff_precision + av_log2(i) <= 32) {
  924.                     s->flac_dsp.lpc32_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
  925.                 } else {
  926.                     s->flac_dsp.lpc16_encode(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
  927.                 }
  928.                 bits[i] = find_subframe_rice_params(s, sub, i+1);
  929.                 if (bits[i] < bits[opt_order])
  930.                     opt_order = i;
  931.             }
  932.         }
  933.         opt_order++;
  934.     }
  935.  
  936.     if (s->options.multi_dim_quant) {
  937.         int allsteps = 1;
  938.         int i, step, improved;
  939.         int64_t best_score = INT64_MAX;
  940.         int32_t qmax;
  941.  
  942.         qmax = (1 << (s->options.lpc_coeff_precision - 1)) - 1;
  943.  
  944.         for (i=0; i<opt_order; i++)
  945.             allsteps *= 3;
  946.  
  947.         do {
  948.             improved = 0;
  949.             for (step = 0; step < allsteps; step++) {
  950.                 int tmp = step;
  951.                 int32_t lpc_try[MAX_LPC_ORDER];
  952.                 int64_t score = 0;
  953.                 int diffsum = 0;
  954.  
  955.                 for (i=0; i<opt_order; i++) {
  956.                     int diff = ((tmp + 1) % 3) - 1;
  957.                     lpc_try[i] = av_clip(coefs[opt_order - 1][i] + diff, -qmax, qmax);
  958.                     tmp /= 3;
  959.                     diffsum += !!diff;
  960.                 }
  961.                 if (diffsum >8)
  962.                     continue;
  963.  
  964.                 if (s->bps_code * 4 + s->options.lpc_coeff_precision + av_log2(opt_order - 1) <= 32) {
  965.                     s->flac_dsp.lpc16_encode(res, smp, n, opt_order, lpc_try, shift[opt_order-1]);
  966.                 } else {
  967.                     s->flac_dsp.lpc32_encode(res, smp, n, opt_order, lpc_try, shift[opt_order-1]);
  968.                 }
  969.                 score = find_subframe_rice_params(s, sub, opt_order);
  970.                 if (score < best_score) {
  971.                     best_score = score;
  972.                     memcpy(coefs[opt_order-1], lpc_try, sizeof(*coefs));
  973.                     improved=1;
  974.                 }
  975.             }
  976.         } while(improved);
  977.     }
  978.  
  979.     sub->order     = opt_order;
  980.     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
  981.     sub->shift     = shift[sub->order-1];
  982.     for (i = 0; i < sub->order; i++)
  983.         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
  984.  
  985.     if (s->bps_code * 4 + s->options.lpc_coeff_precision + av_log2(opt_order) <= 32) {
  986.         s->flac_dsp.lpc16_encode(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
  987.     } else {
  988.         s->flac_dsp.lpc32_encode(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
  989.     }
  990.  
  991.     find_subframe_rice_params(s, sub, sub->order);
  992.  
  993.     return subframe_count_exact(s, sub, sub->order);
  994. }
  995.  
  996.  
  997. static int count_frame_header(FlacEncodeContext *s)
  998. {
  999.     uint8_t av_unused tmp;
  1000.     int count;
  1001.  
  1002.     /*
  1003.     <14> Sync code
  1004.     <1>  Reserved
  1005.     <1>  Blocking strategy
  1006.     <4>  Block size in inter-channel samples
  1007.     <4>  Sample rate
  1008.     <4>  Channel assignment
  1009.     <3>  Sample size in bits
  1010.     <1>  Reserved
  1011.     */
  1012.     count = 32;
  1013.  
  1014.     /* coded frame number */
  1015.     PUT_UTF8(s->frame_count, tmp, count += 8;)
  1016.  
  1017.     /* explicit block size */
  1018.     if (s->frame.bs_code[0] == 6)
  1019.         count += 8;
  1020.     else if (s->frame.bs_code[0] == 7)
  1021.         count += 16;
  1022.  
  1023.     /* explicit sample rate */
  1024.     count += ((s->sr_code[0] == 12) + (s->sr_code[0] > 12)) * 8;
  1025.  
  1026.     /* frame header CRC-8 */
  1027.     count += 8;
  1028.  
  1029.     return count;
  1030. }
  1031.  
  1032.  
  1033. static int encode_frame(FlacEncodeContext *s)
  1034. {
  1035.     int ch;
  1036.     uint64_t count;
  1037.  
  1038.     count = count_frame_header(s);
  1039.  
  1040.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
  1041.         count += encode_residual_ch(s, ch);
  1042.  
  1043.     count += (8 - (count & 7)) & 7; // byte alignment
  1044.     count += 16;                    // CRC-16
  1045.  
  1046.     count >>= 3;
  1047.     if (count > INT_MAX)
  1048.         return AVERROR_BUG;
  1049.     return count;
  1050. }
  1051.  
  1052.  
  1053. static void remove_wasted_bits(FlacEncodeContext *s)
  1054. {
  1055.     int ch, i;
  1056.  
  1057.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
  1058.         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
  1059.         int32_t v         = 0;
  1060.  
  1061.         for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++) {
  1062.             v |= sub->samples[i];
  1063.             if (v & 1)
  1064.                 break;
  1065.         }
  1066.  
  1067.         if (v && !(v & 1)) {
  1068.             v = av_ctz(v);
  1069.  
  1070.             for (i = 0; i < s->frame.blocksize; i++)
  1071.                 sub->samples[i] >>= v;
  1072.  
  1073.             sub->wasted = v;
  1074.             sub->obits -= v;
  1075.  
  1076.             /* for 24-bit, check if removing wasted bits makes the range better
  1077.                suited for using RICE instead of RICE2 for entropy coding */
  1078.             if (sub->obits <= 17)
  1079.                 sub->rc.coding_mode = CODING_MODE_RICE;
  1080.         }
  1081.     }
  1082. }
  1083.  
  1084.  
  1085. static int estimate_stereo_mode(const int32_t *left_ch, const int32_t *right_ch, int n,
  1086.                                 int max_rice_param)
  1087. {
  1088.     int i, best;
  1089.     int32_t lt, rt;
  1090.     uint64_t sum[4];
  1091.     uint64_t score[4];
  1092.     int k;
  1093.  
  1094.     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
  1095.     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
  1096.     for (i = 2; i < n; i++) {
  1097.         lt = left_ch[i]  - 2*left_ch[i-1]  + left_ch[i-2];
  1098.         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
  1099.         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
  1100.         sum[3] += FFABS(lt - rt);
  1101.         sum[0] += FFABS(lt);
  1102.         sum[1] += FFABS(rt);
  1103.     }
  1104.     /* estimate bit counts */
  1105.     for (i = 0; i < 4; i++) {
  1106.         k      = find_optimal_param(2 * sum[i], n, max_rice_param);
  1107.         sum[i] = rice_encode_count( 2 * sum[i], n, k);
  1108.     }
  1109.  
  1110.     /* calculate score for each mode */
  1111.     score[0] = sum[0] + sum[1];
  1112.     score[1] = sum[0] + sum[3];
  1113.     score[2] = sum[1] + sum[3];
  1114.     score[3] = sum[2] + sum[3];
  1115.  
  1116.     /* return mode with lowest score */
  1117.     best = 0;
  1118.     for (i = 1; i < 4; i++)
  1119.         if (score[i] < score[best])
  1120.             best = i;
  1121.  
  1122.     return best;
  1123. }
  1124.  
  1125.  
  1126. /**
  1127.  * Perform stereo channel decorrelation.
  1128.  */
  1129. static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *s)
  1130. {
  1131.     FlacFrame *frame;
  1132.     int32_t *left, *right;
  1133.     int i, n;
  1134.  
  1135.     frame = &s->frame;
  1136.     n     = frame->blocksize;
  1137.     left  = frame->subframes[0].samples;
  1138.     right = frame->subframes[1].samples;
  1139.  
  1140.     if (s->channels != 2) {
  1141.         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT;
  1142.         return;
  1143.     }
  1144.  
  1145.     if (s->options.ch_mode < 0) {
  1146.         int max_rice_param = (1 << frame->subframes[0].rc.coding_mode) - 2;
  1147.         frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n, max_rice_param);
  1148.     } else
  1149.         frame->ch_mode = s->options.ch_mode;
  1150.  
  1151.     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
  1152.     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
  1153.         return;
  1154.     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
  1155.         int32_t tmp;
  1156.         for (i = 0; i < n; i++) {
  1157.             tmp      = left[i];
  1158.             left[i]  = (tmp + right[i]) >> 1;
  1159.             right[i] =  tmp - right[i];
  1160.         }
  1161.         frame->subframes[1].obits++;
  1162.     } else if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
  1163.         for (i = 0; i < n; i++)
  1164.             right[i] = left[i] - right[i];
  1165.         frame->subframes[1].obits++;
  1166.     } else {
  1167.         for (i = 0; i < n; i++)
  1168.             left[i] -= right[i];
  1169.         frame->subframes[0].obits++;
  1170.     }
  1171. }
  1172.  
  1173.  
  1174. static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
  1175. {
  1176.     uint8_t tmp;
  1177.     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
  1178. }
  1179.  
  1180.  
  1181. static void write_frame_header(FlacEncodeContext *s)
  1182. {
  1183.     FlacFrame *frame;
  1184.     int crc;
  1185.  
  1186.     frame = &s->frame;
  1187.  
  1188.     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
  1189.     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
  1190.     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
  1191.  
  1192.     if (frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_INDEPENDENT)
  1193.         put_bits(&s->pb, 4, s->channels-1);
  1194.     else
  1195.         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode + FLAC_MAX_CHANNELS - 1);
  1196.  
  1197.     put_bits(&s->pb, 3, s->bps_code);
  1198.     put_bits(&s->pb, 1, 0);
  1199.     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
  1200.  
  1201.     if (frame->bs_code[0] == 6)
  1202.         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
  1203.     else if (frame->bs_code[0] == 7)
  1204.         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
  1205.  
  1206.     if (s->sr_code[0] == 12)
  1207.         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
  1208.     else if (s->sr_code[0] > 12)
  1209.         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
  1210.  
  1211.     flush_put_bits(&s->pb);
  1212.     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0, s->pb.buf,
  1213.                  put_bits_count(&s->pb) >> 3);
  1214.     put_bits(&s->pb, 8, crc);
  1215. }
  1216.  
  1217.  
  1218. static void write_subframes(FlacEncodeContext *s)
  1219. {
  1220.     int ch;
  1221.  
  1222.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
  1223.         FlacSubframe *sub = &s->frame.subframes[ch];
  1224.         int i, p, porder, psize;
  1225.         int32_t *part_end;
  1226.         int32_t *res       =  sub->residual;
  1227.         int32_t *frame_end = &sub->residual[s->frame.blocksize];
  1228.  
  1229.         /* subframe header */
  1230.         put_bits(&s->pb, 1, 0);
  1231.         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
  1232.         put_bits(&s->pb, 1, !!sub->wasted);
  1233.         if (sub->wasted)
  1234.             put_bits(&s->pb, sub->wasted, 1);
  1235.  
  1236.         /* subframe */
  1237.         if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
  1238.             put_sbits(&s->pb, sub->obits, res[0]);
  1239.         } else if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
  1240.             while (res < frame_end)
  1241.                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
  1242.         } else {
  1243.             /* warm-up samples */
  1244.             for (i = 0; i < sub->order; i++)
  1245.                 put_sbits(&s->pb, sub->obits, *res++);
  1246.  
  1247.             /* LPC coefficients */
  1248.             if (sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
  1249.                 int cbits = s->options.lpc_coeff_precision;
  1250.                 put_bits( &s->pb, 4, cbits-1);
  1251.                 put_sbits(&s->pb, 5, sub->shift);
  1252.                 for (i = 0; i < sub->order; i++)
  1253.                     put_sbits(&s->pb, cbits, sub->coefs[i]);
  1254.             }
  1255.  
  1256.             /* rice-encoded block */
  1257.             put_bits(&s->pb, 2, sub->rc.coding_mode - 4);
  1258.  
  1259.             /* partition order */
  1260.             porder  = sub->rc.porder;
  1261.             psize   = s->frame.blocksize >> porder;
  1262.             put_bits(&s->pb, 4, porder);
  1263.  
  1264.             /* residual */
  1265.             part_end  = &sub->residual[psize];
  1266.             for (p = 0; p < 1 << porder; p++) {
  1267.                 int k = sub->rc.params[p];
  1268.                 put_bits(&s->pb, sub->rc.coding_mode, k);
  1269.                 while (res < part_end)
  1270.                     set_sr_golomb_flac(&s->pb, *res++, k, INT32_MAX, 0);
  1271.                 part_end = FFMIN(frame_end, part_end + psize);
  1272.             }
  1273.         }
  1274.     }
  1275. }
  1276.  
  1277.  
  1278. static void write_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
  1279. {
  1280.     int crc;
  1281.     flush_put_bits(&s->pb);
  1282.     crc = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, s->pb.buf,
  1283.                             put_bits_count(&s->pb)>>3));
  1284.     put_bits(&s->pb, 16, crc);
  1285.     flush_put_bits(&s->pb);
  1286. }
  1287.  
  1288.  
  1289. static int write_frame(FlacEncodeContext *s, AVPacket *avpkt)
  1290. {
  1291.     init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
  1292.     write_frame_header(s);
  1293.     write_subframes(s);
  1294.     write_frame_footer(s);
  1295.     return put_bits_count(&s->pb) >> 3;
  1296. }
  1297.  
  1298.  
  1299. static int update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, const void *samples)
  1300. {
  1301.     const uint8_t *buf;
  1302.     int buf_size = s->frame.blocksize * s->channels *
  1303.                    ((s->avctx->bits_per_raw_sample + 7) / 8);
  1304.  
  1305.     if (s->avctx->bits_per_raw_sample > 16 || HAVE_BIGENDIAN) {
  1306.         av_fast_malloc(&s->md5_buffer, &s->md5_buffer_size, buf_size);
  1307.         if (!s->md5_buffer)
  1308.             return AVERROR(ENOMEM);
  1309.     }
  1310.  
  1311.     if (s->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
  1312.         buf = (const uint8_t *)samples;
  1313. #if HAVE_BIGENDIAN
  1314.         s->bdsp.bswap16_buf((uint16_t *) s->md5_buffer,
  1315.                             (const uint16_t *) samples, buf_size / 2);
  1316.         buf = s->md5_buffer;
  1317. #endif
  1318.     } else {
  1319.         int i;
  1320.         const int32_t *samples0 = samples;
  1321.         uint8_t *tmp            = s->md5_buffer;
  1322.  
  1323.         for (i = 0; i < s->frame.blocksize * s->channels; i++) {
  1324.             int32_t v = samples0[i] >> 8;
  1325.             AV_WL24(tmp + 3*i, v);
  1326.         }
  1327.         buf = s->md5_buffer;
  1328.     }
  1329.     av_md5_update(s->md5ctx, buf, buf_size);
  1330.  
  1331.     return 0;
  1332. }
  1333.  
  1334.  
  1335. static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
  1336.                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
  1337. {
  1338.     FlacEncodeContext *s;
  1339.     int frame_bytes, out_bytes, ret;
  1340.  
  1341.     s = avctx->priv_data;
  1342.  
  1343.     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
  1344.     if (!frame) {
  1345.         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
  1346.         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
  1347.         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
  1348.  
  1349.         if (avctx->side_data_only_packets && !s->flushed) {
  1350.             uint8_t *side_data = av_packet_new_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA,
  1351.                                                          avctx->extradata_size);
  1352.             if (!side_data)
  1353.                 return AVERROR(ENOMEM);
  1354.             memcpy(side_data, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
  1355.  
  1356.             avpkt->pts = s->next_pts;
  1357.  
  1358.             *got_packet_ptr = 1;
  1359.             s->flushed = 1;
  1360.         }
  1361.  
  1362.         return 0;
  1363.     }
  1364.  
  1365.     /* change max_framesize for small final frame */
  1366.     if (frame->nb_samples < s->frame.blocksize) {
  1367.         s->max_framesize = ff_flac_get_max_frame_size(frame->nb_samples,
  1368.                                                       s->channels,
  1369.                                                       avctx->bits_per_raw_sample);
  1370.     }
  1371.  
  1372.     init_frame(s, frame->nb_samples);
  1373.  
  1374.     copy_samples(s, frame->data[0]);
  1375.  
  1376.     channel_decorrelation(s);
  1377.  
  1378.     remove_wasted_bits(s);
  1379.  
  1380.     frame_bytes = encode_frame(s);
  1381.  
  1382.     /* Fall back on verbatim mode if the compressed frame is larger than it
  1383.        would be if encoded uncompressed. */
  1384.     if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > s->max_framesize) {
  1385.         s->frame.verbatim_only = 1;
  1386.         frame_bytes = encode_frame(s);
  1387.         if (frame_bytes < 0) {
  1388.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad frame count\n");
  1389.             return frame_bytes;
  1390.         }
  1391.     }
  1392.  
  1393.     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame_bytes, 0)) < 0)
  1394.         return ret;
  1395.  
  1396.     out_bytes = write_frame(s, avpkt);
  1397.  
  1398.     s->frame_count++;
  1399.     s->sample_count += frame->nb_samples;
  1400.     if ((ret = update_md5_sum(s, frame->data[0])) < 0) {
  1401.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error updating MD5 checksum\n");
  1402.         return ret;
  1403.     }
  1404.     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
  1405.         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
  1406.     if (out_bytes < s->min_framesize)
  1407.         s->min_framesize = out_bytes;
  1408.  
  1409.     avpkt->pts      = frame->pts;
  1410.     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
  1411.     avpkt->size     = out_bytes;
  1412.  
  1413.     s->next_pts = avpkt->pts + avpkt->duration;
  1414.  
  1415.     *got_packet_ptr = 1;
  1416.     return 0;
  1417. }
  1418.  
  1419.  
  1420. static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  1421. {
  1422.     if (avctx->priv_data) {
  1423.         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
  1424.         av_freep(&s->md5ctx);
  1425.         av_freep(&s->md5_buffer);
  1426.         ff_lpc_end(&s->lpc_ctx);
  1427.     }
  1428.     av_freep(&avctx->extradata);
  1429.     avctx->extradata_size = 0;
  1430.     return 0;
  1431. }
  1432.  
  1433. #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  1434. static const AVOption options[] = {
  1435. { "lpc_coeff_precision", "LPC coefficient precision", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_coeff_precision), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 15 }, 0, MAX_LPC_PRECISION, FLAGS },
  1436. { "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" },
  1437. { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_NONE },     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
  1438. { "fixed",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_FIXED },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
  1439. { "levinson", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_LEVINSON }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
  1440. { "cholesky", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_LPC_TYPE_CHOLESKY }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "lpc_type" },
  1441. { "lpc_passes", "Number of passes to use for Cholesky factorization during LPC analysis", offsetof(FlacEncodeContext, options.lpc_passes),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 2 }, 1, INT_MAX, FLAGS },
  1442. { "min_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.min_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
  1443. { "max_partition_order",  NULL, offsetof(FlacEncodeContext, options.max_partition_order),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 },      -1, MAX_PARTITION_ORDER, FLAGS },
  1444. { "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" },
  1445. { "estimation", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_EST },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
  1446. { "2level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_2LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
  1447. { "4level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_4LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
  1448. { "8level",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_8LEVEL }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
  1449. { "search",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_SEARCH }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
  1450. { "log",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = ORDER_METHOD_LOG },    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "predm" },
  1451. { "ch_mode", "Stereo decorrelation mode", offsetof(FlacEncodeContext, options.ch_mode), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, FLAC_CHMODE_MID_SIDE, FLAGS, "ch_mode" },
  1452. { "auto",       NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1                      }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
  1453. { "indep",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_INDEPENDENT }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
  1454. { "left_side",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE   }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
  1455. { "right_side", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE  }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
  1456. { "mid_side",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FLAC_CHMODE_MID_SIDE    }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "ch_mode" },
  1457. { "exact_rice_parameters", "Calculate rice parameters exactly", offsetof(FlacEncodeContext, options.exact_rice_parameters), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, FLAGS },
  1458. { "multi_dim_quant",       "Multi-dimensional quantization",    offsetof(FlacEncodeContext, options.multi_dim_quant),       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, FLAGS },
  1459. { NULL },
  1460. };
  1461.  
  1462. static const AVClass flac_encoder_class = {
  1463.     "FLAC encoder",
  1464.     av_default_item_name,
  1465.     options,
  1466.     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  1467. };
  1468.  
  1469. AVCodec ff_flac_encoder = {
  1470.     .name           = "flac",
  1471.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
  1472.     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  1473.     .id             = AV_CODEC_ID_FLAC,
  1474.     .priv_data_size = sizeof(FlacEncodeContext),
  1475.     .init           = flac_encode_init,
  1476.     .encode2        = flac_encode_frame,
  1477.     .close          = flac_encode_close,
  1478.     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_LOSSLESS,
  1479.     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
  1480.                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
  1481.                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
  1482.     .priv_class     = &flac_encoder_class,
  1483. };
  1484.