libavcodec/flacenc.c

   1 /**
   2  * FLAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/crc.h"
  23 #include "libavutil/lls.h"
  24 #include "libavutil/md5.h"
  25 #include "avcodec.h"
  26 #include "bitstream.h"
  27 #include "dsputil.h"
  28 #include "golomb.h"
  29 #include "lpc.h"
  30 #include "flac.h"
  31
  32 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  33 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  34 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  35 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  36
  37 #define FLAC_CHMODE_NOT_STEREO      0
  38 #define FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT      1
  39 #define FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE       8
  40 #define FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE      9
  41 #define FLAC_CHMODE_MID_SIDE       10
  42
  43 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  44 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  45 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  46 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  47 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  48 #define MAX_RICE_PARAM     14
  49
  50 typedef struct CompressionOptions {
  51     int compression_level;
  52     int block_time_ms;
  53     int use_lpc;
  54     int lpc_coeff_precision;
  55     int min_prediction_order;
  56     int max_prediction_order;
  57     int prediction_order_method;
  58     int min_partition_order;
  59     int max_partition_order;
  60 } CompressionOptions;
  61
  62 typedef struct RiceContext {
  63     int porder;
  64     int params[MAX_PARTITIONS];
  65 } RiceContext;
  66
  67 typedef struct FlacSubframe {
  68     int type;
  69     int type_code;
  70     int obits;
  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 } FlacFrame;
  86
  87 typedef struct FlacEncodeContext {
  88     PutBitContext pb;
  89     int channels;
  90     int ch_code;
  91     int samplerate;
  92     int sr_code[2];
  93     int min_framesize;
  94     int min_encoded_framesize;
  95     int max_framesize;
  96     int max_encoded_framesize;
  97     uint32_t frame_count;
  98     uint64_t sample_count;
  99     uint8_t md5sum[16];
 100     FlacFrame frame;
 101     CompressionOptions options;
 102     AVCodecContext *avctx;
 103     DSPContext dsp;
 104     struct AVMD5 *md5ctx;
 105 } FlacEncodeContext;
 106
 107 static const int flac_samplerates[16] = {
 108     0, 0, 0, 0,
 109     8000, 16000, 22050, 24000, 32000, 44100, 48000, 96000,
 110     0, 0, 0, 0
 111 };
 112
 113 static const int flac_blocksizes[16] = {
 114     0,
 115     192,
 116     576, 1152, 2304, 4608,
 117     0, 0,
 118     256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768
 119 };
 120
 121 /**
 122  * Writes streaminfo metadata block to byte array
 123  */
 124 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 125 {
 126     PutBitContext pb;
 127
 128     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 129     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 130
 131     /* streaminfo metadata block */
 132     put_bits(&pb, 16, s->avctx->frame_size);
 133     put_bits(&pb, 16, s->avctx->frame_size);
 134     put_bits(&pb, 24, s->min_framesize);
 135     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 136     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 137     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 138     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 139     /* write 36-bit sample count in 2 put_bits() calls */
 140     put_bits(&pb, 24, (s->sample_count & 0xFFFFFF000LL) >> 12);
 141     put_bits(&pb, 12,  s->sample_count & 0x000000FFFLL);
 142     flush_put_bits(&pb);
 143     memcpy(&header[18], s->md5sum, 16);
 144 }
 145
 146 /**
 147  * Sets blocksize based on samplerate
 148  * Chooses the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds
 149  */
 150 static int select_blocksize(int samplerate, int block_time_ms)
 151 {
 152     int i;
 153     int target;
 154     int blocksize;
 155
 156     assert(samplerate > 0);
 157     blocksize = flac_blocksizes[1];
 158     target = (samplerate * block_time_ms) / 1000;
 159     for(i=0; i<16; i++) {
 160         if(target >= flac_blocksizes[i] && flac_blocksizes[i] > blocksize) {
 161             blocksize = flac_blocksizes[i];
 162         }
 163     }
 164     return blocksize;
 165 }
 166
 167 static av_cold int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 168 {
 169     int freq = avctx->sample_rate;
 170     int channels = avctx->channels;
 171     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 172     int i, level;
 173     uint8_t *streaminfo;
 174
 175     s->avctx = avctx;
 176
 177     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 178
 179     if(avctx->sample_fmt != SAMPLE_FMT_S16) {
 180         return -1;
 181     }
 182
 183     if(channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CHANNELS) {
 184         return -1;
 185     }
 186     s->channels = channels;
 187     s->ch_code = s->channels-1;
 188
 189     /* find samplerate in table */
 190     if(freq < 1)
 191         return -1;
 192     for(i=4; i<12; i++) {
 193         if(freq == flac_samplerates[i]) {
 194             s->samplerate = flac_samplerates[i];
 195             s->sr_code[0] = i;
 196             s->sr_code[1] = 0;
 197             break;
 198         }
 199     }
 200     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 201     if(i == 12) {
 202         if(freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 203             s->sr_code[0] = 12;
 204             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 205         } else if(freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 206             s->sr_code[0] = 14;
 207             s->sr_code[1] = freq / 10;
 208         } else if(freq < 65535) {
 209             s->sr_code[0] = 13;
 210             s->sr_code[1] = freq;
 211         } else {
 212             return -1;
 213         }
 214         s->samplerate = freq;
 215     }
 216
 217     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 218     if(avctx->compression_level < 0) {
 219         s->options.compression_level = 5;
 220     } else {
 221         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 222     }
 223     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", s->options.compression_level);
 224
 225     level= s->options.compression_level;
 226     if(level > 12) {
 227         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 228                s->options.compression_level);
 229         return -1;
 230     }
 231
 232     s->options.block_time_ms       = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 233     s->options.use_lpc             = ((int[]){  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 234     s->options.min_prediction_order= ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 235     s->options.max_prediction_order= ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 236     s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 237                                                    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 238                                                    ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_4LEVEL,
 239                                                    ORDER_METHOD_LOG,    ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_LOG,
 240                                                    ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 241     s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0})[level];
 242     s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8})[level];
 243
 244     /* set compression option overrides from AVCodecContext */
 245     if(avctx->use_lpc >= 0) {
 246         s->options.use_lpc = av_clip(avctx->use_lpc, 0, 11);
 247     }
 248     if(s->options.use_lpc == 1)
 249         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " use lpc: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 250     else if(s->options.use_lpc > 1)
 251         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " use lpc: Cholesky factorization\n");
 252
 253     if(avctx->min_prediction_order >= 0) {
 254         if(s->options.use_lpc) {
 255             if(avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 256                     avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 257                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 258                        avctx->min_prediction_order);
 259                 return -1;
 260             }
 261         } else {
 262             if(avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 263                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 264                        avctx->min_prediction_order);
 265                 return -1;
 266             }
 267         }
 268         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 269     }
 270     if(avctx->max_prediction_order >= 0) {
 271         if(s->options.use_lpc) {
 272             if(avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 273                     avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 274                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 275                        avctx->max_prediction_order);
 276                 return -1;
 277             }
 278         } else {
 279             if(avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 280                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 281                        avctx->max_prediction_order);
 282                 return -1;
 283             }
 284         }
 285         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 286     }
 287     if(s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 288         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 289                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 290         return -1;
 291     }
 292     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 293            s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 294
 295     if(avctx->prediction_order_method >= 0) {
 296         if(avctx->prediction_order_method > ORDER_METHOD_LOG) {
 297             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction order method: %d\n",
 298                    avctx->prediction_order_method);
 299             return -1;
 300         }
 301         s->options.prediction_order_method = avctx->prediction_order_method;
 302     }
 303     switch(s->options.prediction_order_method) {
 304         case ORDER_METHOD_EST:    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 305                                          "estimate"); break;
 306         case ORDER_METHOD_2LEVEL: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 307                                          "2-level"); break;
 308         case ORDER_METHOD_4LEVEL: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 309                                          "4-level"); break;
 310         case ORDER_METHOD_8LEVEL: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 311                                          "8-level"); break;
 312         case ORDER_METHOD_SEARCH: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 313                                          "full search"); break;
 314         case ORDER_METHOD_LOG:    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 315                                          "log search"); break;
 316     }
 317
 318     if(avctx->min_partition_order >= 0) {
 319         if(avctx->min_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
 320             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min partition order: %d\n",
 321                    avctx->min_partition_order);
 322             return -1;
 323         }
 324         s->options.min_partition_order = avctx->min_partition_order;
 325     }
 326     if(avctx->max_partition_order >= 0) {
 327         if(avctx->max_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
 328             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max partition order: %d\n",
 329                    avctx->max_partition_order);
 330             return -1;
 331         }
 332         s->options.max_partition_order = avctx->max_partition_order;
 333     }
 334     if(s->options.max_partition_order < s->options.min_partition_order) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 336                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 337         return -1;
 338     }
 339     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 340            s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 341
 342     if(avctx->frame_size > 0) {
 343         if(avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 344                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 345             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 346                    avctx->frame_size);
 347             return -1;
 348         }
 349     } else {
 350         s->avctx->frame_size = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 351     }
 352     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", s->avctx->frame_size);
 353
 354     /* set LPC precision */
 355     if(avctx->lpc_coeff_precision > 0) {
 356         if(avctx->lpc_coeff_precision > MAX_LPC_PRECISION) {
 357             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid lpc coeff precision: %d\n",
 358                    avctx->lpc_coeff_precision);
 359             return -1;
 360         }
 361         s->options.lpc_coeff_precision = avctx->lpc_coeff_precision;
 362     } else {
 363         /* default LPC precision */
 364         s->options.lpc_coeff_precision = 15;
 365     }
 366     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 367            s->options.lpc_coeff_precision);
 368
 369     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 370     if(s->channels == 2) {
 371         s->max_framesize = 14 + ((s->avctx->frame_size * 33 + 7) >> 3);
 372     } else {
 373         s->max_framesize = 14 + (s->avctx->frame_size * s->channels * 2);
 374     }
 375     s->min_encoded_framesize = 0xFFFFFF;
 376
 377     /* initialize MD5 context */
 378     s->md5ctx = av_malloc(av_md5_size);
 379     if(!s->md5ctx)
 380         return AVERROR_NOMEM;
 381     av_md5_init(s->md5ctx);
 382
 383     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 384     write_streaminfo(s, streaminfo);
 385     avctx->extradata = streaminfo;
 386     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 387
 388     s->frame_count = 0;
 389
 390     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 391     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 392
 393     return 0;
 394 }
 395
 396 static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
 397 {
 398     int i, ch;
 399     FlacFrame *frame;
 400
 401     frame = &s->frame;
 402
 403     for(i=0; i<16; i++) {
 404         if(s->avctx->frame_size == flac_blocksizes[i]) {
 405             frame->blocksize = flac_blocksizes[i];
 406             frame->bs_code[0] = i;
 407             frame->bs_code[1] = 0;
 408             break;
 409         }
 410     }
 411     if(i == 16) {
 412         frame->blocksize = s->avctx->frame_size;
 413         if(frame->blocksize <= 256) {
 414             frame->bs_code[0] = 6;
 415             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 416         } else {
 417             frame->bs_code[0] = 7;
 418             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 419         }
 420     }
 421
 422     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
 423         frame->subframes[ch].obits = 16;
 424     }
 425 }
 426
 427 /**
 428  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes
 429  */
 430 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, int16_t *samples)
 431 {
 432     int i, j, ch;
 433     FlacFrame *frame;
 434
 435     frame = &s->frame;
 436     for(i=0,j=0; i<frame->blocksize; i++) {
 437         for(ch=0; ch<s->channels; ch++,j++) {
 438             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 439         }
 440     }
 441 }
 442
 443
 444 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 445
 446 /**
 447  * Solve for d/dk(rice_encode_count) = n-((sum-(n>>1))>>(k+1)) = 0
 448  */
 449 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 450 {
 451     int k;
 452     uint32_t sum2;
 453
 454     if(sum <= n>>1)
 455         return 0;
 456     sum2 = sum-(n>>1);
 457     k = av_log2(n<256 ? FASTDIV(sum2,n) : sum2/n);
 458     return FFMIN(k, MAX_RICE_PARAM);
 459 }
 460
 461 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 462                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
 463 {
 464     int i;
 465     int k, cnt, part;
 466     uint32_t all_bits;
 467
 468     part = (1 << porder);
 469     all_bits = 4 * part;
 470
 471     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 472     for(i=0; i<part; i++) {
 473         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 474         rc->params[i] = k;
 475         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 476         cnt = n >> porder;
 477     }
 478
 479     rc->porder = porder;
 480
 481     return all_bits;
 482 }
 483
 484 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 485                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 486 {
 487     int i, j;
 488     int parts;
 489     uint32_t *res, *res_end;
 490
 491     /* sums for highest level */
 492     parts = (1 << pmax);
 493     res = &data[pred_order];
 494     res_end = &data[n >> pmax];
 495     for(i=0; i<parts; i++) {
 496         uint32_t sum = 0;
 497         while(res < res_end){
 498             sum += *(res++);
 499         }
 500         sums[pmax][i] = sum;
 501         res_end+= n >> pmax;
 502     }
 503     /* sums for lower levels */
 504     for(i=pmax-1; i>=pmin; i--) {
 505         parts = (1 << i);
 506         for(j=0; j<parts; j++) {
 507             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 508         }
 509     }
 510 }
 511
 512 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 513                                  int32_t *data, int n, int pred_order)
 514 {
 515     int i;
 516     uint32_t bits[MAX_PARTITION_ORDER+1];
 517     int opt_porder;
 518     RiceContext tmp_rc;
 519     uint32_t *udata;
 520     uint32_t sums[MAX_PARTITION_ORDER+1][MAX_PARTITIONS];
 521
 522     assert(pmin >= 0 && pmin <= MAX_PARTITION_ORDER);
 523     assert(pmax >= 0 && pmax <= MAX_PARTITION_ORDER);
 524     assert(pmin <= pmax);
 525
 526     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 527     for(i=0; i<n; i++) {
 528         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 529     }
 530
 531     calc_sums(pmin, pmax, udata, n, pred_order, sums);
 532
 533     opt_porder = pmin;
 534     bits[pmin] = UINT32_MAX;
 535     for(i=pmin; i<=pmax; i++) {
 536         bits[i] = calc_optimal_rice_params(&tmp_rc, i, sums[i], n, pred_order);
 537         if(bits[i] <= bits[opt_porder]) {
 538             opt_porder = i;
 539             *rc= tmp_rc;
 540         }
 541     }
 542
 543     av_freep(&udata);
 544     return bits[opt_porder];
 545 }
 546
 547 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 548 {
 549     int porder = FFMIN(max_porder, av_log2(n^(n-1)));
 550     if(order > 0)
 551         porder = FFMIN(porder, av_log2(n/order));
 552     return porder;
 553 }
 554
 555 static uint32_t calc_rice_params_fixed(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 556                                        int32_t *data, int n, int pred_order,
 557                                        int bps)
 558 {
 559     uint32_t bits;
 560     pmin = get_max_p_order(pmin, n, pred_order);
 561     pmax = get_max_p_order(pmax, n, pred_order);
 562     bits = pred_order*bps + 6;
 563     bits += calc_rice_params(rc, pmin, pmax, data, n, pred_order);
 564     return bits;
 565 }
 566
 567 static uint32_t calc_rice_params_lpc(RiceContext *rc, int pmin, int pmax,
 568                                      int32_t *data, int n, int pred_order,
 569                                      int bps, int precision)
 570 {
 571     uint32_t bits;
 572     pmin = get_max_p_order(pmin, n, pred_order);
 573     pmax = get_max_p_order(pmax, n, pred_order);
 574     bits = pred_order*bps + 4 + 5 + pred_order*precision + 6;
 575     bits += calc_rice_params(rc, pmin, pmax, data, n, pred_order);
 576     return bits;
 577 }
 578
 579 /**
 580  * Apply Welch window function to audio block
 581  */
 582 static void apply_welch_window(const int32_t *data, int len, double *w_data)
 583 {
 584     int i, n2;
 585     double w;
 586     double c;
 587
 588     assert(!(len&1)); //the optimization in r11881 does not support odd len
 589                       //if someone wants odd len extend the change in r11881
 590
 591     n2 = (len >> 1);
 592     c = 2.0 / (len - 1.0);
 593
 594     w_data+=n2;
 595       data+=n2;
 596     for(i=0; i<n2; i++) {
 597         w = c - n2 + i;
 598         w = 1.0 - (w * w);
 599         w_data[-i-1] = data[-i-1] * w;
 600         w_data[+i  ] = data[+i  ] * w;
 601     }
 602 }
 603
 604 /**
 605  * Calculates autocorrelation data from audio samples
 606  * A Welch window function is applied before calculation.
 607  */
 608 void ff_flac_compute_autocorr(const int32_t *data, int len, int lag,
 609                               double *autoc)
 610 {
 611     int i, j;
 612     double tmp[len + lag + 1];
 613     double *data1= tmp + lag;
 614
 615     apply_welch_window(data, len, data1);
 616
 617     for(j=0; j<lag; j++)
 618         data1[j-lag]= 0.0;
 619     data1[len] = 0.0;
 620
 621     for(j=0; j<lag; j+=2){
 622         double sum0 = 1.0, sum1 = 1.0;
 623         for(i=0; i<len; i++){
 624             sum0 += data1[i] * data1[i-j];
 625             sum1 += data1[i] * data1[i-j-1];
 626         }
 627         autoc[j  ] = sum0;
 628         autoc[j+1] = sum1;
 629     }
 630
 631     if(j==lag){
 632         double sum = 1.0;
 633         for(i=0; i<len; i+=2){
 634             sum += data1[i  ] * data1[i-j  ]
 635                  + data1[i+1] * data1[i-j+1];
 636         }
 637         autoc[j] = sum;
 638     }
 639 }
 640
 641
 642 static void encode_residual_verbatim(int32_t *res, int32_t *smp, int n)
 643 {
 644     assert(n > 0);
 645     memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 646 }
 647
 648 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 649                                   int order)
 650 {
 651     int i;
 652
 653     for(i=0; i<order; i++) {
 654         res[i] = smp[i];
 655     }
 656
 657     if(order==0){
 658         for(i=order; i<n; i++)
 659             res[i]= smp[i];
 660     }else if(order==1){
 661         for(i=order; i<n; i++)
 662             res[i]= smp[i] - smp[i-1];
 663     }else if(order==2){
 664         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 665         for(i=order; i<n; i+=2) {
 666             int b = smp[i] - smp[i-1];
 667             res[i]= b - a;
 668             a = smp[i+1] - smp[i];
 669             res[i+1]= a - b;
 670         }
 671     }else if(order==3){
 672         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 673         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 674         for(i=order; i<n; i+=2) {
 675             int b = smp[i] - smp[i-1];
 676             int d = b - a;
 677             res[i]= d - c;
 678             a = smp[i+1] - smp[i];
 679             c = a - b;
 680             res[i+1]= c - d;
 681         }
 682     }else{
 683         int a = smp[order-1] - smp[order-2];
 684         int c = smp[order-1] - 2*smp[order-2] + smp[order-3];
 685         int e = smp[order-1] - 3*smp[order-2] + 3*smp[order-3] - smp[order-4];
 686         for(i=order; i<n; i+=2) {
 687             int b = smp[i] - smp[i-1];
 688             int d = b - a;
 689             int f = d - c;
 690             res[i]= f - e;
 691             a = smp[i+1] - smp[i];
 692             c = a - b;
 693             e = c - d;
 694             res[i+1]= e - f;
 695         }
 696     }
 697 }
 698
 699 #define LPC1(x) {\
 700     int c = coefs[(x)-1];\
 701     p0 += c*s;\
 702     s = smp[i-(x)+1];\
 703     p1 += c*s;\
 704 }
 705
 706 static av_always_inline void encode_residual_lpc_unrolled(
 707     int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 708     int order, const int32_t *coefs, int shift, int big)
 709 {
 710     int i;
 711     for(i=order; i<n; i+=2) {
 712         int s = smp[i-order];
 713         int p0 = 0, p1 = 0;
 714         if(big) {
 715             switch(order) {
 716                 case 32: LPC1(32)
 717                 case 31: LPC1(31)
 718                 case 30: LPC1(30)
 719                 case 29: LPC1(29)
 720                 case 28: LPC1(28)
 721                 case 27: LPC1(27)
 722                 case 26: LPC1(26)
 723                 case 25: LPC1(25)
 724                 case 24: LPC1(24)
 725                 case 23: LPC1(23)
 726                 case 22: LPC1(22)
 727                 case 21: LPC1(21)
 728                 case 20: LPC1(20)
 729                 case 19: LPC1(19)
 730                 case 18: LPC1(18)
 731                 case 17: LPC1(17)
 732                 case 16: LPC1(16)
 733                 case 15: LPC1(15)
 734                 case 14: LPC1(14)
 735                 case 13: LPC1(13)
 736                 case 12: LPC1(12)
 737                 case 11: LPC1(11)
 738                 case 10: LPC1(10)
 739                 case  9: LPC1( 9)
 740                          LPC1( 8)
 741                          LPC1( 7)
 742                          LPC1( 6)
 743                          LPC1( 5)
 744                          LPC1( 4)
 745                          LPC1( 3)
 746                          LPC1( 2)
 747                          LPC1( 1)
 748             }
 749         } else {
 750             switch(order) {
 751                 case  8: LPC1( 8)
 752                 case  7: LPC1( 7)
 753                 case  6: LPC1( 6)
 754                 case  5: LPC1( 5)
 755                 case  4: LPC1( 4)
 756                 case  3: LPC1( 3)
 757                 case  2: LPC1( 2)
 758                 case  1: LPC1( 1)
 759             }
 760         }
 761         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 762         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 763     }
 764 }
 765
 766 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 767                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
 768 {
 769     int i;
 770     for(i=0; i<order; i++) {
 771         res[i] = smp[i];
 772     }
 773 #if CONFIG_SMALL
 774     for(i=order; i<n; i+=2) {
 775         int j;
 776         int s = smp[i];
 777         int p0 = 0, p1 = 0;
 778         for(j=0; j<order; j++) {
 779             int c = coefs[j];
 780             p1 += c*s;
 781             s = smp[i-j-1];
 782             p0 += c*s;
 783         }
 784         res[i  ] = smp[i  ] - (p0 >> shift);
 785         res[i+1] = smp[i+1] - (p1 >> shift);
 786     }
 787 #else
 788     switch(order) {
 789         case  1: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 1, coefs, shift, 0); break;
 790         case  2: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 2, coefs, shift, 0); break;
 791         case  3: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 3, coefs, shift, 0); break;
 792         case  4: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 4, coefs, shift, 0); break;
 793         case  5: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 5, coefs, shift, 0); break;
 794         case  6: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 6, coefs, shift, 0); break;
 795         case  7: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 7, coefs, shift, 0); break;
 796         case  8: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, 8, coefs, shift, 0); break;
 797         default: encode_residual_lpc_unrolled(res, smp, n, order, coefs, shift, 1); break;
 798     }
 799 #endif
 800 }
 801
 802 static int encode_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 803 {
 804     int i, n;
 805     int min_order, max_order, opt_order, precision, omethod;
 806     int min_porder, max_porder;
 807     FlacFrame *frame;
 808     FlacSubframe *sub;
 809     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 810     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 811     int32_t *res, *smp;
 812
 813     frame = &ctx->frame;
 814     sub = &frame->subframes[ch];
 815     res = sub->residual;
 816     smp = sub->samples;
 817     n = frame->blocksize;
 818
 819     /* CONSTANT */
 820     for(i=1; i<n; i++) {
 821         if(smp[i] != smp[0]) break;
 822     }
 823     if(i == n) {
 824         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 825         res[0] = smp[0];
 826         return sub->obits;
 827     }
 828
 829     /* VERBATIM */
 830     if(n < 5) {
 831         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 832         encode_residual_verbatim(res, smp, n);
 833         return sub->obits * n;
 834     }
 835
 836     min_order = ctx->options.min_prediction_order;
 837     max_order = ctx->options.max_prediction_order;
 838     min_porder = ctx->options.min_partition_order;
 839     max_porder = ctx->options.max_partition_order;
 840     precision = ctx->options.lpc_coeff_precision;
 841     omethod = ctx->options.prediction_order_method;
 842
 843     /* FIXED */
 844     if(!ctx->options.use_lpc || max_order == 0 || (n <= max_order)) {
 845         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 846         if(max_order > MAX_FIXED_ORDER) max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 847         opt_order = 0;
 848         bits[0] = UINT32_MAX;
 849         for(i=min_order; i<=max_order; i++) {
 850             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 851             bits[i] = calc_rice_params_fixed(&sub->rc, min_porder, max_porder, res,
 852                                              n, i, sub->obits);
 853             if(bits[i] < bits[opt_order]) {
 854                 opt_order = i;
 855             }
 856         }
 857         sub->order = opt_order;
 858         sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 859         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 860         if(sub->order != max_order) {
 861             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 862             return calc_rice_params_fixed(&sub->rc, min_porder, max_porder, res, n,
 863                                           sub->order, sub->obits);
 864         }
 865         return bits[sub->order];
 866     }
 867
 868     /* LPC */
 869     opt_order = ff_lpc_calc_coefs(&ctx->dsp, smp, n, min_order, max_order,
 870                                   precision, coefs, shift, ctx->options.use_lpc,
 871                                   omethod, MAX_LPC_SHIFT, 0);
 872
 873     if(omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 874        omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 875        omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 876         int levels = 1 << omethod;
 877         uint32_t bits[levels];
 878         int order;
 879         int opt_index = levels-1;
 880         opt_order = max_order-1;
 881         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 882         for(i=levels-1; i>=0; i--) {
 883             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 884             if(order < 0) order = 0;
 885             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
 886             bits[i] = calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder,
 887                                            res, n, order+1, sub->obits, precision);
 888             if(bits[i] < bits[opt_index]) {
 889                 opt_index = i;
 890                 opt_order = order;
 891             }
 892         }
 893         opt_order++;
 894     } else if(omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 895         // brute-force optimal order search
 896         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 897         opt_order = 0;
 898         bits[0] = UINT32_MAX;
 899         for(i=min_order-1; i<max_order; i++) {
 900             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 901             bits[i] = calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder,
 902                                            res, n, i+1, sub->obits, precision);
 903             if(bits[i] < bits[opt_order]) {
 904                 opt_order = i;
 905             }
 906         }
 907         opt_order++;
 908     } else if(omethod == ORDER_METHOD_LOG) {
 909         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 910         int step;
 911
 912         opt_order= min_order - 1 + (max_order-min_order)/3;
 913         memset(bits, -1, sizeof(bits));
 914
 915         for(step=16 ;step; step>>=1){
 916             int last= opt_order;
 917             for(i=last-step; i<=last+step; i+= step){
 918                 if(i<min_order-1 || i>=max_order || bits[i] < UINT32_MAX)
 919                     continue;
 920                 encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 921                 bits[i] = calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder,
 922                                             res, n, i+1, sub->obits, precision);
 923                 if(bits[i] < bits[opt_order])
 924                     opt_order= i;
 925             }
 926         }
 927         opt_order++;
 928     }
 929
 930     sub->order = opt_order;
 931     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 932     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 933     sub->shift = shift[sub->order-1];
 934     for(i=0; i<sub->order; i++) {
 935         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 936     }
 937     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 938     return calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder, res, n, sub->order,
 939                                 sub->obits, precision);
 940 }
 941
 942 static int encode_residual_v(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 943 {
 944     int i, n;
 945     FlacFrame *frame;
 946     FlacSubframe *sub;
 947     int32_t *res, *smp;
 948
 949     frame = &ctx->frame;
 950     sub = &frame->subframes[ch];
 951     res = sub->residual;
 952     smp = sub->samples;
 953     n = frame->blocksize;
 954
 955     /* CONSTANT */
 956     for(i=1; i<n; i++) {
 957         if(smp[i] != smp[0]) break;
 958     }
 959     if(i == n) {
 960         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 961         res[0] = smp[0];
 962         return sub->obits;
 963     }
 964
 965     /* VERBATIM */
 966     sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 967     encode_residual_verbatim(res, smp, n);
 968     return sub->obits * n;
 969 }
 970
 971 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
 972 {
 973     int i, best;
 974     int32_t lt, rt;
 975     uint64_t sum[4];
 976     uint64_t score[4];
 977     int k;
 978
 979     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
 980     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 981     for(i=2; i<n; i++) {
 982         lt = left_ch[i] - 2*left_ch[i-1] + left_ch[i-2];
 983         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
 984         sum[2] += FFABS((lt + rt) >> 1);
 985         sum[3] += FFABS(lt - rt);
 986         sum[0] += FFABS(lt);
 987         sum[1] += FFABS(rt);
 988     }
 989     /* estimate bit counts */
 990     for(i=0; i<4; i++) {
 991         k = find_optimal_param(2*sum[i], n);
 992         sum[i] = rice_encode_count(2*sum[i], n, k);
 993     }
 994
 995     /* calculate score for each mode */
 996     score[0] = sum[0] + sum[1];
 997     score[1] = sum[0] + sum[3];
 998     score[2] = sum[1] + sum[3];
 999     score[3] = sum[2] + sum[3];
1000
1001     /* return mode with lowest score */
1002     best = 0;
1003     for(i=1; i<4; i++) {
1004         if(score[i] < score[best]) {
1005             best = i;
1006         }
1007     }
1008     if(best == 0) {
1009         return FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT;
1010     } else if(best == 1) {
1011         return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
1012     } else if(best == 2) {
1013         return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
1014     } else {
1015         return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
1016     }
1017 }
1018
1019 /**
1020  * Perform stereo channel decorrelation
1021  */
1022 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *ctx)
1023 {
1024     FlacFrame *frame;
1025     int32_t *left, *right;
1026     int i, n;
1027
1028     frame = &ctx->frame;
1029     n = frame->blocksize;
1030     left  = frame->subframes[0].samples;
1031     right = frame->subframes[1].samples;
1032
1033     if(ctx->channels != 2) {
1034         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_NOT_STEREO;
1035         return;
1036     }
1037
1038     frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1039
1040     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1041     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT) {
1042         return;
1043     }
1044     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1045         int32_t tmp;
1046         for(i=0; i<n; i++) {
1047             tmp = left[i];
1048             left[i] = (tmp + right[i]) >> 1;
1049             right[i] = tmp - right[i];
1050         }
1051         frame->subframes[1].obits++;
1052     } else if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1053         for(i=0; i<n; i++) {
1054             right[i] = left[i] - right[i];
1055         }
1056         frame->subframes[1].obits++;
1057     } else {
1058         for(i=0; i<n; i++) {
1059             left[i] -= right[i];
1060         }
1061         frame->subframes[0].obits++;
1062     }
1063 }
1064
1065 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1066 {
1067     uint8_t tmp;
1068     PUT_UTF8(val, tmp, put_bits(pb, 8, tmp);)
1069 }
1070
1071 static void output_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1072 {
1073     FlacFrame *frame;
1074     int crc;
1075
1076     frame = &s->frame;
1077
1078     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1079     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1080     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1081     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_NOT_STEREO) {
1082         put_bits(&s->pb, 4, s->ch_code);
1083     } else {
1084         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
1085     }
1086     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1087     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1088     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1089     if(frame->bs_code[0] == 6) {
1090         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1091     } else if(frame->bs_code[0] == 7) {
1092         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1093     }
1094     if(s->sr_code[0] == 12) {
1095         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1096     } else if(s->sr_code[0] > 12) {
1097         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1098     }
1099     flush_put_bits(&s->pb);
1100     crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_8_ATM), 0,
1101                  s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3);
1102     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1103 }
1104
1105 static void output_subframe_constant(FlacEncodeContext *s, int ch)
1106 {
1107     FlacSubframe *sub;
1108     int32_t res;
1109
1110     sub = &s->frame.subframes[ch];
1111     res = sub->residual[0];
1112     put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
1113 }
1114
1115 static void output_subframe_verbatim(FlacEncodeContext *s, int ch)
1116 {
1117     int i;
1118     FlacFrame *frame;
1119     FlacSubframe *sub;
1120     int32_t res;
1121
1122     frame = &s->frame;
1123     sub = &frame->subframes[ch];
1124
1125     for(i=0; i<frame->blocksize; i++) {
1126         res = sub->residual[i];
1127         put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
1128     }
1129 }
1130
1131 static void output_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
1132 {
1133     int i, j, p, n, parts;
1134     int k, porder, psize, res_cnt;
1135     FlacFrame *frame;
1136     FlacSubframe *sub;
1137     int32_t *res;
1138
1139     frame = &ctx->frame;
1140     sub = &frame->subframes[ch];
1141     res = sub->residual;
1142     n = frame->blocksize;
1143
1144     /* rice-encoded block */
1145     put_bits(&ctx->pb, 2, 0);
1146
1147     /* partition order */
1148     porder = sub->rc.porder;
1149     psize = n >> porder;
1150     parts = (1 << porder);
1151     put_bits(&ctx->pb, 4, porder);
1152     res_cnt = psize - sub->order;
1153
1154     /* residual */
1155     j = sub->order;
1156     for(p=0; p<parts; p++) {
1157         k = sub->rc.params[p];
1158         put_bits(&ctx->pb, 4, k);
1159         if(p == 1) res_cnt = psize;
1160         for(i=0; i<res_cnt && j<n; i++, j++) {
1161             set_sr_golomb_flac(&ctx->pb, res[j], k, INT32_MAX, 0);
1162         }
1163     }
1164 }
1165
1166 static void output_subframe_fixed(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
1167 {
1168     int i;
1169     FlacFrame *frame;
1170     FlacSubframe *sub;
1171
1172     frame = &ctx->frame;
1173     sub = &frame->subframes[ch];
1174
1175     /* warm-up samples */
1176     for(i=0; i<sub->order; i++) {
1177         put_sbits(&ctx->pb, sub->obits, sub->residual[i]);
1178     }
1179
1180     /* residual */
1181     output_residual(ctx, ch);
1182 }
1183
1184 static void output_subframe_lpc(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
1185 {
1186     int i, cbits;
1187     FlacFrame *frame;
1188     FlacSubframe *sub;
1189
1190     frame = &ctx->frame;
1191     sub = &frame->subframes[ch];
1192
1193     /* warm-up samples */
1194     for(i=0; i<sub->order; i++) {
1195         put_sbits(&ctx->pb, sub->obits, sub->residual[i]);
1196     }
1197
1198     /* LPC coefficients */
1199     cbits = ctx->options.lpc_coeff_precision;
1200     put_bits(&ctx->pb, 4, cbits-1);
1201     put_sbits(&ctx->pb, 5, sub->shift);
1202     for(i=0; i<sub->order; i++) {
1203         put_sbits(&ctx->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1204     }
1205
1206     /* residual */
1207     output_residual(ctx, ch);
1208 }
1209
1210 static void output_subframes(FlacEncodeContext *s)
1211 {
1212     FlacFrame *frame;
1213     FlacSubframe *sub;
1214     int ch;
1215
1216     frame = &s->frame;
1217
1218     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
1219         sub = &frame->subframes[ch];
1220
1221         /* subframe header */
1222         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1223         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1224         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1225
1226         /* subframe */
1227         if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1228             output_subframe_constant(s, ch);
1229         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1230             output_subframe_verbatim(s, ch);
1231         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_FIXED) {
1232             output_subframe_fixed(s, ch);
1233         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1234             output_subframe_lpc(s, ch);
1235         }
1236     }
1237 }
1238
1239 static void output_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1240 {
1241     int crc;
1242     flush_put_bits(&s->pb);
1243     crc = bswap_16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
1244                           s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3));
1245     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1246     flush_put_bits(&s->pb);
1247 }
1248
1249 static void update_md5_sum(FlacEncodeContext *s, int16_t *samples)
1250 {
1251 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
1252     int i;
1253     for(i = 0; i < s->frame.blocksize*s->channels; i++) {
1254         int16_t smp = le2me_16(samples[i]);
1255         av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)&smp, 2);
1256     }
1257 #else
1258     av_md5_update(s->md5ctx, (uint8_t *)samples, s->frame.blocksize*s->channels*2);
1259 #endif
1260 }
1261
1262 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *frame,
1263                              int buf_size, void *data)
1264 {
1265     int ch;
1266     FlacEncodeContext *s;
1267     int16_t *samples = data;
1268     int out_bytes;
1269     int reencoded=0;
1270
1271     s = avctx->priv_data;
1272
1273     if(buf_size < s->max_framesize*2) {
1274         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "output buffer too small\n");
1275         return 0;
1276     }
1277
1278     /* when the last block is reached, update the header in extradata */
1279     if (!data) {
1280         s->min_framesize = s->min_encoded_framesize;
1281         s->max_framesize = s->max_encoded_framesize;
1282         av_md5_final(s->md5ctx, s->md5sum);
1283         write_streaminfo(s, avctx->extradata);
1284         return 0;
1285     }
1286
1287     init_frame(s);
1288
1289     copy_samples(s, samples);
1290
1291     channel_decorrelation(s);
1292
1293     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
1294         encode_residual(s, ch);
1295     }
1296
1297 write_frame:
1298     init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
1299     output_frame_header(s);
1300     output_subframes(s);
1301     output_frame_footer(s);
1302     out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1303
1304     if(out_bytes > s->max_framesize) {
1305         if(reencoded) {
1306             /* still too large. must be an error. */
1307             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error encoding frame\n");
1308             return -1;
1309         }
1310
1311         /* frame too large. use verbatim mode */
1312         for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
1313             encode_residual_v(s, ch);
1314         }
1315         reencoded = 1;
1316         goto write_frame;
1317     }
1318
1319     s->frame_count++;
1320     s->sample_count += avctx->frame_size;
1321     update_md5_sum(s, samples);
1322     if (out_bytes > s->max_encoded_framesize)
1323         s->max_encoded_framesize = out_bytes;
1324     if (out_bytes < s->min_encoded_framesize)
1325         s->min_encoded_framesize = out_bytes;
1326
1327     return out_bytes;
1328 }
1329
1330 static av_cold int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1331 {
1332     if (avctx->priv_data) {
1333         FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
1334         av_freep(&s->md5ctx);
1335     }
1336     av_freep(&avctx->extradata);
1337     avctx->extradata_size = 0;
1338     av_freep(&avctx->coded_frame);
1339     return 0;
1340 }
1341
1342 AVCodec flac_encoder = {
1343     "flac",
1344     CODEC_TYPE_AUDIO,
1345     CODEC_ID_FLAC,
1346     sizeof(FlacEncodeContext),
1347     flac_encode_init,
1348     flac_encode_frame,
1349     flac_encode_close,
1350     NULL,
1351     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
1352     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
1353     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLAC (Free Lossless Audio Codec)"),
1354 };