libavcodec/flacenc.c

   1 /**
   2  * FLAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2006  Justin Ruggles <jruggle@earthlink.net>
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  18  */
  19
  20 #include "avcodec.h"
  21 #include "bitstream.h"
  22 #include "crc.h"
  23 #include "golomb.h"
  24
  25 #define FLAC_MAX_CH  8
  26 #define FLAC_MIN_BLOCKSIZE  16
  27 #define FLAC_MAX_BLOCKSIZE  65535
  28
  29 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  30 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  31 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  32 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  33
  34 #define FLAC_CHMODE_NOT_STEREO      0
  35 #define FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT      1
  36 #define FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE       8
  37 #define FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE      9
  38 #define FLAC_CHMODE_MID_SIDE       10
  39
  40 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE  34
  41
  42 typedef struct RiceContext {
  43     int porder;
  44     int params[256];
  45 } RiceContext;
  46
  47 typedef struct FlacSubframe {
  48     int type;
  49     int type_code;
  50     int obits;
  51     int order;
  52     RiceContext rc;
  53     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  54     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  55 } FlacSubframe;
  56
  57 typedef struct FlacFrame {
  58     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CH];
  59     int blocksize;
  60     int bs_code[2];
  61     uint8_t crc8;
  62     int ch_mode;
  63 } FlacFrame;
  64
  65 typedef struct FlacEncodeContext {
  66     PutBitContext pb;
  67     int channels;
  68     int ch_code;
  69     int samplerate;
  70     int sr_code[2];
  71     int blocksize;
  72     int max_framesize;
  73     uint32_t frame_count;
  74     FlacFrame frame;
  75     AVCodecContext *avctx;
  76 } FlacEncodeContext;
  77
  78 static const int flac_samplerates[16] = {
  79     0, 0, 0, 0,
  80     8000, 16000, 22050, 24000, 32000, 44100, 48000, 96000,
  81     0, 0, 0, 0
  82 };
  83
  84 static const int flac_blocksizes[16] = {
  85     0,
  86     192,
  87     576, 1152, 2304, 4608,
  88     0, 0,
  89     256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768
  90 };
  91
  92 /**
  93  * Writes streaminfo metadata block to byte array
  94  */
  95 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
  96 {
  97     PutBitContext pb;
  98
  99     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 100     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 101
 102     /* streaminfo metadata block */
 103     put_bits(&pb, 16, s->blocksize);
 104     put_bits(&pb, 16, s->blocksize);
 105     put_bits(&pb, 24, 0);
 106     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 107     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 108     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 109     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 110     flush_put_bits(&pb);
 111     /* total samples = 0 */
 112     /* MD5 signature = 0 */
 113 }
 114
 115 #define BLOCK_TIME_MS 27
 116
 117 /**
 118  * Sets blocksize based on samplerate
 119  * Chooses the closest predefined blocksize >= BLOCK_TIME_MS milliseconds
 120  */
 121 static int select_blocksize(int samplerate)
 122 {
 123     int i;
 124     int target;
 125     int blocksize;
 126
 127     assert(samplerate > 0);
 128     blocksize = flac_blocksizes[1];
 129     target = (samplerate * BLOCK_TIME_MS) / 1000;
 130     for(i=0; i<16; i++) {
 131         if(target >= flac_blocksizes[i] && flac_blocksizes[i] > blocksize) {
 132             blocksize = flac_blocksizes[i];
 133         }
 134     }
 135     return blocksize;
 136 }
 137
 138 static int flac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 139 {
 140     int freq = avctx->sample_rate;
 141     int channels = avctx->channels;
 142     FlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 143     int i;
 144     uint8_t *streaminfo;
 145
 146     s->avctx = avctx;
 147
 148     if(avctx->sample_fmt != SAMPLE_FMT_S16) {
 149         return -1;
 150     }
 151
 152     if(channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CH) {
 153         return -1;
 154     }
 155     s->channels = channels;
 156     s->ch_code = s->channels-1;
 157
 158     /* find samplerate in table */
 159     if(freq < 1)
 160         return -1;
 161     for(i=4; i<12; i++) {
 162         if(freq == flac_samplerates[i]) {
 163             s->samplerate = flac_samplerates[i];
 164             s->sr_code[0] = i;
 165             s->sr_code[1] = 0;
 166             break;
 167         }
 168     }
 169     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 170     if(i == 12) {
 171         if(freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 172             s->sr_code[0] = 12;
 173             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 174         } else if(freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 175             s->sr_code[0] = 14;
 176             s->sr_code[1] = freq / 10;
 177         } else if(freq < 65535) {
 178             s->sr_code[0] = 13;
 179             s->sr_code[1] = freq;
 180         } else {
 181             return -1;
 182         }
 183         s->samplerate = freq;
 184     }
 185
 186     s->blocksize = select_blocksize(s->samplerate);
 187     avctx->frame_size = s->blocksize;
 188
 189     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 190     if(s->channels == 2) {
 191         s->max_framesize = 14 + ((s->blocksize * 33 + 7) >> 3);
 192     } else {
 193         s->max_framesize = 14 + (s->blocksize * s->channels * 2);
 194     }
 195
 196     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 197     write_streaminfo(s, streaminfo);
 198     avctx->extradata = streaminfo;
 199     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 200
 201     s->frame_count = 0;
 202
 203     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 204     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
 210 {
 211     int i, ch;
 212     FlacFrame *frame;
 213
 214     frame = &s->frame;
 215
 216     for(i=0; i<16; i++) {
 217         if(s->blocksize == flac_blocksizes[i]) {
 218             frame->blocksize = flac_blocksizes[i];
 219             frame->bs_code[0] = i;
 220             frame->bs_code[1] = 0;
 221             break;
 222         }
 223     }
 224     if(i == 16) {
 225         frame->blocksize = s->blocksize;
 226         if(frame->blocksize <= 256) {
 227             frame->bs_code[0] = 6;
 228             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 229         } else {
 230             frame->bs_code[0] = 7;
 231             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 232         }
 233     }
 234
 235     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
 236         frame->subframes[ch].obits = 16;
 237     }
 238 }
 239
 240 /**
 241  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes
 242  */
 243 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, int16_t *samples)
 244 {
 245     int i, j, ch;
 246     FlacFrame *frame;
 247
 248     frame = &s->frame;
 249     for(i=0,j=0; i<frame->blocksize; i++) {
 250         for(ch=0; ch<s->channels; ch++,j++) {
 251             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 252         }
 253     }
 254 }
 255
 256
 257 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 258
 259 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 260 {
 261     int k, k_opt;
 262     uint32_t nbits, nbits_opt;
 263
 264     k_opt = 0;
 265     nbits_opt = rice_encode_count(sum, n, 0);
 266     for(k=1; k<=14; k++) {
 267         nbits = rice_encode_count(sum, n, k);
 268         if(nbits < nbits_opt) {
 269             nbits_opt = nbits;
 270             k_opt = k;
 271         }
 272     }
 273     return k_opt;
 274 }
 275
 276 static uint32_t calc_optimal_rice_params(RiceContext *rc, int porder,
 277                                          uint32_t *sums, int n, int pred_order)
 278 {
 279     int i;
 280     int k, cnt, part;
 281     uint32_t all_bits;
 282
 283     part = (1 << porder);
 284     all_bits = 0;
 285
 286     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 287     for(i=0; i<part; i++) {
 288         if(i == 1) cnt = (n >> porder);
 289         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 290         rc->params[i] = k;
 291         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 292     }
 293     all_bits += (4 * part);
 294
 295     rc->porder = porder;
 296
 297     return all_bits;
 298 }
 299
 300 static void calc_sums(int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 301                       uint32_t sums[][256])
 302 {
 303     int i, j;
 304     int parts, cnt;
 305     uint32_t *res;
 306
 307     /* sums for highest level */
 308     parts = (1 << pmax);
 309     res = &data[pred_order];
 310     cnt = (n >> pmax) - pred_order;
 311     for(i=0; i<parts; i++) {
 312         if(i == 1) cnt = (n >> pmax);
 313         if(i > 0) res = &data[i*cnt];
 314         sums[pmax][i] = 0;
 315         for(j=0; j<cnt; j++) {
 316             sums[pmax][i] += res[j];
 317         }
 318     }
 319     /* sums for lower levels */
 320     for(i=pmax-1; i>=0; i--) {
 321         parts = (1 << i);
 322         for(j=0; j<parts; j++) {
 323             sums[i][j] = sums[i+1][2*j] + sums[i+1][2*j+1];
 324         }
 325     }
 326 }
 327
 328 static uint32_t calc_rice_params(RiceContext *rc, int pmax, int32_t *data,
 329                                  int n, int pred_order)
 330 {
 331     int i;
 332     uint32_t bits, opt_bits;
 333     int opt_porder;
 334     RiceContext opt_rc;
 335     uint32_t *udata;
 336     uint32_t sums[9][256];
 337
 338     assert(pmax >= 0 && pmax <= 8);
 339
 340     udata = av_malloc(n * sizeof(uint32_t));
 341     for(i=0; i<n; i++) {
 342         udata[i] = (2*data[i]) ^ (data[i]>>31);
 343     }
 344
 345     calc_sums(pmax, udata, n, pred_order, sums);
 346
 347     opt_porder = 0;
 348     opt_bits = UINT32_MAX;
 349     for(i=0; i<=pmax; i++) {
 350         bits = calc_optimal_rice_params(rc, i, sums[i], n, pred_order);
 351         if(bits < opt_bits) {
 352             opt_bits = bits;
 353             opt_porder = i;
 354             memcpy(&opt_rc, rc, sizeof(RiceContext));
 355         }
 356     }
 357     if(opt_porder != pmax) {
 358         memcpy(rc, &opt_rc, sizeof(RiceContext));
 359     }
 360
 361     av_freep(&udata);
 362     return opt_bits;
 363 }
 364
 365 static uint32_t calc_rice_params_fixed(RiceContext *rc, int pmax, int32_t *data,
 366                                        int n, int pred_order, int bps)
 367 {
 368     uint32_t bits;
 369     bits = pred_order*bps + 6;
 370     bits += calc_rice_params(rc, pmax, data, n, pred_order);
 371     return bits;
 372 }
 373
 374 static void encode_residual_verbatim(int32_t *res, int32_t *smp, int n)
 375 {
 376     assert(n > 0);
 377     memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 378 }
 379
 380 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, int32_t *smp, int n, int order)
 381 {
 382     int i;
 383
 384     for(i=0; i<order; i++) {
 385         res[i] = smp[i];
 386     }
 387
 388     if(order==0){
 389         for(i=order; i<n; i++)
 390             res[i]= smp[i];
 391     }else if(order==1){
 392         for(i=order; i<n; i++)
 393             res[i]= smp[i] - smp[i-1];
 394     }else if(order==2){
 395         for(i=order; i<n; i++)
 396             res[i]= smp[i] - 2*smp[i-1] + smp[i-2];
 397     }else if(order==3){
 398         for(i=order; i<n; i++)
 399             res[i]= smp[i] - 3*smp[i-1] + 3*smp[i-2] - smp[i-3];
 400     }else{
 401         for(i=order; i<n; i++)
 402             res[i]= smp[i] - 4*smp[i-1] + 6*smp[i-2] - 4*smp[i-3] + smp[i-4];
 403     }
 404 }
 405
 406 static int get_max_p_order(int max_porder, int n, int order)
 407 {
 408     int porder, max_parts;
 409
 410     porder = max_porder;
 411     while(porder > 0) {
 412         max_parts = (1 << porder);
 413         if(!(n % max_parts) && (n > max_parts*order)) {
 414             break;
 415         }
 416         porder--;
 417     }
 418     return porder;
 419 }
 420
 421 static int encode_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 422 {
 423     int i, opt_order, porder, max_porder, n;
 424     FlacFrame *frame;
 425     FlacSubframe *sub;
 426     uint32_t bits[5];
 427     int32_t *res, *smp;
 428
 429     frame = &ctx->frame;
 430     sub = &frame->subframes[ch];
 431     res = sub->residual;
 432     smp = sub->samples;
 433     n = frame->blocksize;
 434
 435     /* CONSTANT */
 436     for(i=1; i<n; i++) {
 437         if(smp[i] != smp[0]) break;
 438     }
 439     if(i == n) {
 440         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 441         res[0] = smp[0];
 442         return sub->obits;
 443     }
 444
 445     /* VERBATIM */
 446     if(n < 5) {
 447         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 448         encode_residual_verbatim(res, smp, n);
 449         return sub->obits * n;
 450     }
 451
 452     max_porder = 3;
 453
 454     /* FIXED */
 455     opt_order = 0;
 456     bits[0] = UINT32_MAX;
 457     for(i=0; i<=4; i++) {
 458         encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 459         porder = get_max_p_order(max_porder, n, i);
 460         bits[i] = calc_rice_params_fixed(&sub->rc, porder, res, n, i, sub->obits);
 461         if(bits[i] < bits[opt_order]) {
 462             opt_order = i;
 463         }
 464     }
 465     sub->order = opt_order;
 466     sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 467     sub->type_code = sub->type | sub->order;
 468     if(sub->order != 4) {
 469         encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 470         porder = get_max_p_order(max_porder, n, sub->order);
 471         calc_rice_params_fixed(&sub->rc, porder, res, n, sub->order, sub->obits);
 472     }
 473     return bits[sub->order];
 474 }
 475
 476 static int encode_residual_v(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 477 {
 478     int i, n;
 479     FlacFrame *frame;
 480     FlacSubframe *sub;
 481     int32_t *res, *smp;
 482
 483     frame = &ctx->frame;
 484     sub = &frame->subframes[ch];
 485     res = sub->residual;
 486     smp = sub->samples;
 487     n = frame->blocksize;
 488
 489     /* CONSTANT */
 490     for(i=1; i<n; i++) {
 491         if(smp[i] != smp[0]) break;
 492     }
 493     if(i == n) {
 494         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 495         res[0] = smp[0];
 496         return sub->obits;
 497     }
 498
 499     /* VERBATIM */
 500     sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 501     encode_residual_verbatim(res, smp, n);
 502     return sub->obits * n;
 503 }
 504
 505 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
 506 {
 507     int i, best;
 508     int32_t lt, rt;
 509     uint64_t sum[4];
 510     uint64_t score[4];
 511     int k;
 512
 513     /* calculate sum of squares for each channel */
 514     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 515     for(i=2; i<n; i++) {
 516         lt = left_ch[i] - 2*left_ch[i-1] + left_ch[i-2];
 517         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
 518         sum[2] += ABS((lt + rt) >> 1);
 519         sum[3] += ABS(lt - rt);
 520         sum[0] += ABS(lt);
 521         sum[1] += ABS(rt);
 522     }
 523     for(i=0; i<4; i++) {
 524         k = find_optimal_param(2*sum[i], n);
 525         sum[i] = rice_encode_count(2*sum[i], n, k);
 526     }
 527
 528     /* calculate score for each mode */
 529     score[0] = sum[0] + sum[1];
 530     score[1] = sum[0] + sum[3];
 531     score[2] = sum[1] + sum[3];
 532     score[3] = sum[2] + sum[3];
 533
 534     /* return mode with lowest score */
 535     best = 0;
 536     for(i=1; i<4; i++) {
 537         if(score[i] < score[best]) {
 538             best = i;
 539         }
 540     }
 541     if(best == 0) {
 542         return FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT;
 543     } else if(best == 1) {
 544         return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
 545     } else if(best == 2) {
 546         return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
 547     } else {
 548         return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
 549     }
 550 }
 551
 552 /**
 553  * Perform stereo channel decorrelation
 554  */
 555 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *ctx)
 556 {
 557     FlacFrame *frame;
 558     int32_t *left, *right;
 559     int i, n;
 560
 561     frame = &ctx->frame;
 562     n = frame->blocksize;
 563     left  = frame->subframes[0].samples;
 564     right = frame->subframes[1].samples;
 565
 566     if(ctx->channels != 2) {
 567         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_NOT_STEREO;
 568         return;
 569     }
 570
 571     frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
 572
 573     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
 574     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT) {
 575         return;
 576     }
 577     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
 578         int32_t tmp;
 579         for(i=0; i<n; i++) {
 580             tmp = left[i];
 581             left[i] = (tmp + right[i]) >> 1;
 582             right[i] = tmp - right[i];
 583         }
 584         frame->subframes[1].obits++;
 585     } else if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
 586         for(i=0; i<n; i++) {
 587             right[i] = left[i] - right[i];
 588         }
 589         frame->subframes[1].obits++;
 590     } else {
 591         for(i=0; i<n; i++) {
 592             left[i] -= right[i];
 593         }
 594         frame->subframes[0].obits++;
 595     }
 596 }
 597
 598 static void put_sbits(PutBitContext *pb, int bits, int32_t val)
 599 {
 600     assert(bits >= 0 && bits <= 31);
 601
 602     put_bits(pb, bits, val & ((1<<bits)-1));
 603 }
 604
 605 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
 606 {
 607     int bytes, shift;
 608
 609     if(val < 0x80){
 610         put_bits(pb, 8, val);
 611         return;
 612     }
 613
 614     bytes= (av_log2(val)+4) / 5;
 615     shift = (bytes - 1) * 6;
 616     put_bits(pb, 8, (256 - (256>>bytes)) | (val >> shift));
 617     while(shift >= 6){
 618         shift -= 6;
 619         put_bits(pb, 8, 0x80 | ((val >> shift) & 0x3F));
 620     }
 621 }
 622
 623 static void output_frame_header(FlacEncodeContext *s)
 624 {
 625     FlacFrame *frame;
 626     int crc;
 627
 628     frame = &s->frame;
 629
 630     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
 631     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
 632     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
 633     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_NOT_STEREO) {
 634         put_bits(&s->pb, 4, s->ch_code);
 635     } else {
 636         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
 637     }
 638     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
 639     put_bits(&s->pb, 1, 0);
 640     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
 641     if(frame->bs_code[0] == 6) {
 642         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
 643     } else if(frame->bs_code[0] == 7) {
 644         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
 645     }
 646     if(s->sr_code[0] == 12) {
 647         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
 648     } else if(s->sr_code[0] > 12) {
 649         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
 650     }
 651     flush_put_bits(&s->pb);
 652     crc = av_crc(av_crc07, 0, s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3);
 653     put_bits(&s->pb, 8, crc);
 654 }
 655
 656 static void output_subframe_constant(FlacEncodeContext *s, int ch)
 657 {
 658     FlacSubframe *sub;
 659     int32_t res;
 660
 661     sub = &s->frame.subframes[ch];
 662     res = sub->residual[0];
 663     put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
 664 }
 665
 666 static void output_subframe_verbatim(FlacEncodeContext *s, int ch)
 667 {
 668     int i;
 669     FlacFrame *frame;
 670     FlacSubframe *sub;
 671     int32_t res;
 672
 673     frame = &s->frame;
 674     sub = &frame->subframes[ch];
 675
 676     for(i=0; i<frame->blocksize; i++) {
 677         res = sub->residual[i];
 678         put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
 679     }
 680 }
 681
 682 static void output_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 683 {
 684     int i, j, p, n, parts;
 685     int k, porder, psize, res_cnt;
 686     FlacFrame *frame;
 687     FlacSubframe *sub;
 688     int32_t *res;
 689
 690     frame = &ctx->frame;
 691     sub = &frame->subframes[ch];
 692     res = sub->residual;
 693     n = frame->blocksize;
 694
 695     /* rice-encoded block */
 696     put_bits(&ctx->pb, 2, 0);
 697
 698     /* partition order */
 699     porder = sub->rc.porder;
 700     psize = n >> porder;
 701     parts = (1 << porder);
 702     put_bits(&ctx->pb, 4, porder);
 703     res_cnt = psize - sub->order;
 704
 705     /* residual */
 706     j = sub->order;
 707     for(p=0; p<parts; p++) {
 708         k = sub->rc.params[p];
 709         put_bits(&ctx->pb, 4, k);
 710         if(p == 1) res_cnt = psize;
 711         for(i=0; i<res_cnt && j<n; i++, j++) {
 712             set_sr_golomb_flac(&ctx->pb, res[j], k, INT32_MAX, 0);
 713         }
 714     }
 715 }
 716
 717 static void output_subframe_fixed(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 718 {
 719     int i;
 720     FlacFrame *frame;
 721     FlacSubframe *sub;
 722
 723     frame = &ctx->frame;
 724     sub = &frame->subframes[ch];
 725
 726     /* warm-up samples */
 727     for(i=0; i<sub->order; i++) {
 728         put_sbits(&ctx->pb, sub->obits, sub->residual[i]);
 729     }
 730
 731     /* residual */
 732     output_residual(ctx, ch);
 733 }
 734
 735 static void output_subframes(FlacEncodeContext *s)
 736 {
 737     FlacFrame *frame;
 738     FlacSubframe *sub;
 739     int ch;
 740
 741     frame = &s->frame;
 742
 743     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
 744         sub = &frame->subframes[ch];
 745
 746         /* subframe header */
 747         put_bits(&s->pb, 1, 0);
 748         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
 749         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
 750
 751         /* subframe */
 752         if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
 753             output_subframe_constant(s, ch);
 754         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
 755             output_subframe_verbatim(s, ch);
 756         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_FIXED) {
 757             output_subframe_fixed(s, ch);
 758         }
 759     }
 760 }
 761
 762 static void output_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
 763 {
 764     int crc;
 765     flush_put_bits(&s->pb);
 766     crc = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3));
 767     put_bits(&s->pb, 16, crc);
 768     flush_put_bits(&s->pb);
 769 }
 770
 771 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *frame,
 772                              int buf_size, void *data)
 773 {
 774     int ch;
 775     FlacEncodeContext *s;
 776     int16_t *samples = data;
 777     int out_bytes;
 778
 779     s = avctx->priv_data;
 780
 781     s->blocksize = avctx->frame_size;
 782     init_frame(s);
 783
 784     copy_samples(s, samples);
 785
 786     channel_decorrelation(s);
 787
 788     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
 789         encode_residual(s, ch);
 790     }
 791     init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
 792     output_frame_header(s);
 793     output_subframes(s);
 794     output_frame_footer(s);
 795     out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
 796
 797     if(out_bytes > s->max_framesize || out_bytes >= buf_size) {
 798         /* frame too large. use verbatim mode */
 799         for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
 800             encode_residual_v(s, ch);
 801         }
 802         init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
 803         output_frame_header(s);
 804         output_subframes(s);
 805         output_frame_footer(s);
 806         out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
 807
 808         if(out_bytes > s->max_framesize || out_bytes >= buf_size) {
 809             /* still too large. must be an error. */
 810             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error encoding frame\n");
 811             return -1;
 812         }
 813     }
 814
 815     s->frame_count++;
 816     return out_bytes;
 817 }
 818
 819 static int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 820 {
 821     av_freep(&avctx->extradata);
 822     avctx->extradata_size = 0;
 823     av_freep(&avctx->coded_frame);
 824     return 0;
 825 }
 826
 827 AVCodec flac_encoder = {
 828     "flac",
 829     CODEC_TYPE_AUDIO,
 830     CODEC_ID_FLAC,
 831     sizeof(FlacEncodeContext),
 832     flac_encode_init,
 833     flac_encode_frame,
 834     flac_encode_close,
 835     NULL,
 836     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 837 };