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 #include "lls.h"
  25
  26 #define FLAC_MAX_CH  8
  27 #define FLAC_MIN_BLOCKSIZE  16
  28 #define FLAC_MAX_BLOCKSIZE  65535
  29
  30 #define FLAC_SUBFRAME_CONSTANT  0
  31 #define FLAC_SUBFRAME_VERBATIM  1
  32 #define FLAC_SUBFRAME_FIXED     8
  33 #define FLAC_SUBFRAME_LPC      32
  34
  35 #define FLAC_CHMODE_NOT_STEREO      0
  36 #define FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT      1
  37 #define FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE       8
  38 #define FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE      9
  39 #define FLAC_CHMODE_MID_SIDE       10
  40
  41 #define ORDER_METHOD_EST     0
  42 #define ORDER_METHOD_2LEVEL  1
  43 #define ORDER_METHOD_4LEVEL  2
  44 #define ORDER_METHOD_8LEVEL  3
  45 #define ORDER_METHOD_SEARCH  4
  46
  47 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE  34
  48
  49 #define MIN_LPC_ORDER       1
  50 #define MAX_LPC_ORDER      32
  51 #define MAX_FIXED_ORDER     4
  52 #define MAX_PARTITION_ORDER 8
  53 #define MAX_PARTITIONS     (1 << MAX_PARTITION_ORDER)
  54 #define MAX_LPC_PRECISION  15
  55 #define MAX_LPC_SHIFT      15
  56 #define MAX_RICE_PARAM     14
  57
  58 typedef struct CompressionOptions {
  59     int compression_level;
  60     int block_time_ms;
  61     int use_lpc;
  62     int lpc_coeff_precision;
  63     int min_prediction_order;
  64     int max_prediction_order;
  65     int prediction_order_method;
  66     int min_partition_order;
  67     int max_partition_order;
  68 } CompressionOptions;
  69
  70 typedef struct RiceContext {
  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 order;
  80     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER];
  81     int shift;
  82     RiceContext rc;
  83     int32_t samples[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  84     int32_t residual[FLAC_MAX_BLOCKSIZE];
  85 } FlacSubframe;
  86
  87 typedef struct FlacFrame {
  88     FlacSubframe subframes[FLAC_MAX_CH];
  89     int blocksize;
  90     int bs_code[2];
  91     uint8_t crc8;
  92     int ch_mode;
  93 } FlacFrame;
  94
  95 typedef struct FlacEncodeContext {
  96     PutBitContext pb;
  97     int channels;
  98     int ch_code;
  99     int samplerate;
 100     int sr_code[2];
 101     int blocksize;
 102     int max_framesize;
 103     uint32_t frame_count;
 104     FlacFrame frame;
 105     CompressionOptions options;
 106     AVCodecContext *avctx;
 107 } FlacEncodeContext;
 108
 109 static const int flac_samplerates[16] = {
 110     0, 0, 0, 0,
 111     8000, 16000, 22050, 24000, 32000, 44100, 48000, 96000,
 112     0, 0, 0, 0
 113 };
 114
 115 static const int flac_blocksizes[16] = {
 116     0,
 117     192,
 118     576, 1152, 2304, 4608,
 119     0, 0,
 120     256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768
 121 };
 122
 123 /**
 124  * Writes streaminfo metadata block to byte array
 125  */
 126 static void write_streaminfo(FlacEncodeContext *s, uint8_t *header)
 127 {
 128     PutBitContext pb;
 129
 130     memset(header, 0, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 131     init_put_bits(&pb, header, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 132
 133     /* streaminfo metadata block */
 134     put_bits(&pb, 16, s->blocksize);
 135     put_bits(&pb, 16, s->blocksize);
 136     put_bits(&pb, 24, 0);
 137     put_bits(&pb, 24, s->max_framesize);
 138     put_bits(&pb, 20, s->samplerate);
 139     put_bits(&pb, 3, s->channels-1);
 140     put_bits(&pb, 5, 15);       /* bits per sample - 1 */
 141     flush_put_bits(&pb);
 142     /* total samples = 0 */
 143     /* MD5 signature = 0 */
 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 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     if(avctx->sample_fmt != SAMPLE_FMT_S16) {
 178         return -1;
 179     }
 180
 181     if(channels < 1 || channels > FLAC_MAX_CH) {
 182         return -1;
 183     }
 184     s->channels = channels;
 185     s->ch_code = s->channels-1;
 186
 187     /* find samplerate in table */
 188     if(freq < 1)
 189         return -1;
 190     for(i=4; i<12; i++) {
 191         if(freq == flac_samplerates[i]) {
 192             s->samplerate = flac_samplerates[i];
 193             s->sr_code[0] = i;
 194             s->sr_code[1] = 0;
 195             break;
 196         }
 197     }
 198     /* if not in table, samplerate is non-standard */
 199     if(i == 12) {
 200         if(freq % 1000 == 0 && freq < 255000) {
 201             s->sr_code[0] = 12;
 202             s->sr_code[1] = freq / 1000;
 203         } else if(freq % 10 == 0 && freq < 655350) {
 204             s->sr_code[0] = 14;
 205             s->sr_code[1] = freq / 10;
 206         } else if(freq < 65535) {
 207             s->sr_code[0] = 13;
 208             s->sr_code[1] = freq;
 209         } else {
 210             return -1;
 211         }
 212         s->samplerate = freq;
 213     }
 214
 215     /* set compression option defaults based on avctx->compression_level */
 216     if(avctx->compression_level < 0) {
 217         s->options.compression_level = 5;
 218     } else {
 219         s->options.compression_level = avctx->compression_level;
 220     }
 221     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " compression: %d\n", s->options.compression_level);
 222
 223     level= s->options.compression_level;
 224     if(level > 12) {
 225         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid compression level: %d\n",
 226                s->options.compression_level);
 227         return -1;
 228     }
 229
 230     s->options.block_time_ms       = ((int[]){ 27, 27, 27,105,105,105,105,105,105,105,105,105,105})[level];
 231     s->options.use_lpc             = ((int[]){  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 232     s->options.min_prediction_order= ((int[]){  2,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1})[level];
 233     s->options.max_prediction_order= ((int[]){  3,  4,  4,  6,  8,  8,  8,  8, 12, 12, 12, 32, 32})[level];
 234     s->options.prediction_order_method = ((int[]){ ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 235                                                    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,    ORDER_METHOD_EST,
 236                                                    ORDER_METHOD_2LEVEL, ORDER_METHOD_4LEVEL, ORDER_METHOD_4LEVEL,
 237                                                    ORDER_METHOD_8LEVEL, ORDER_METHOD_SEARCH, ORDER_METHOD_8LEVEL,
 238                                                    ORDER_METHOD_SEARCH})[level];
 239     s->options.min_partition_order = ((int[]){  2,  2,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0})[level];
 240     s->options.max_partition_order = ((int[]){  2,  2,  3,  3,  3,  8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8})[level];
 241
 242     /* set compression option overrides from AVCodecContext */
 243     if(avctx->use_lpc >= 0) {
 244         s->options.use_lpc = clip(avctx->use_lpc, 0, 11);
 245     }
 246     if(s->options.use_lpc == 1)
 247         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " use lpc: Levinson-Durbin recursion with Welch window\n");
 248     else if(s->options.use_lpc > 1)
 249         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " use lpc: Cholesky factorization\n");
 250
 251     if(avctx->min_prediction_order >= 0) {
 252         if(s->options.use_lpc) {
 253             if(avctx->min_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 254                     avctx->min_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 255                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 256                        avctx->min_prediction_order);
 257                 return -1;
 258             }
 259         } else {
 260             if(avctx->min_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 261                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min prediction order: %d\n",
 262                        avctx->min_prediction_order);
 263                 return -1;
 264             }
 265         }
 266         s->options.min_prediction_order = avctx->min_prediction_order;
 267     }
 268     if(avctx->max_prediction_order >= 0) {
 269         if(s->options.use_lpc) {
 270             if(avctx->max_prediction_order < MIN_LPC_ORDER ||
 271                     avctx->max_prediction_order > MAX_LPC_ORDER) {
 272                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 273                        avctx->max_prediction_order);
 274                 return -1;
 275             }
 276         } else {
 277             if(avctx->max_prediction_order > MAX_FIXED_ORDER) {
 278                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max prediction order: %d\n",
 279                        avctx->max_prediction_order);
 280                 return -1;
 281             }
 282         }
 283         s->options.max_prediction_order = avctx->max_prediction_order;
 284     }
 285     if(s->options.max_prediction_order < s->options.min_prediction_order) {
 286         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction orders: min=%d max=%d\n",
 287                s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 288         return -1;
 289     }
 290     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " prediction order: %d, %d\n",
 291            s->options.min_prediction_order, s->options.max_prediction_order);
 292
 293     if(avctx->prediction_order_method >= 0) {
 294         if(avctx->prediction_order_method > ORDER_METHOD_SEARCH) {
 295             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid prediction order method: %d\n",
 296                    avctx->prediction_order_method);
 297             return -1;
 298         }
 299         s->options.prediction_order_method = avctx->prediction_order_method;
 300     }
 301     switch(s->options.prediction_order_method) {
 302         case ORDER_METHOD_EST:    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 303                                          "estimate"); break;
 304         case ORDER_METHOD_2LEVEL: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 305                                          "2-level"); break;
 306         case ORDER_METHOD_4LEVEL: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 307                                          "4-level"); break;
 308         case ORDER_METHOD_8LEVEL: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 309                                          "8-level"); break;
 310         case ORDER_METHOD_SEARCH: av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " order method: %s\n",
 311                                          "full search"); break;
 312     }
 313
 314     if(avctx->min_partition_order >= 0) {
 315         if(avctx->min_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
 316             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid min partition order: %d\n",
 317                    avctx->min_partition_order);
 318             return -1;
 319         }
 320         s->options.min_partition_order = avctx->min_partition_order;
 321     }
 322     if(avctx->max_partition_order >= 0) {
 323         if(avctx->max_partition_order > MAX_PARTITION_ORDER) {
 324             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid max partition order: %d\n",
 325                    avctx->max_partition_order);
 326             return -1;
 327         }
 328         s->options.max_partition_order = avctx->max_partition_order;
 329     }
 330     if(s->options.max_partition_order < s->options.min_partition_order) {
 331         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid partition orders: min=%d max=%d\n",
 332                s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 333         return -1;
 334     }
 335     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " partition order: %d, %d\n",
 336            s->options.min_partition_order, s->options.max_partition_order);
 337
 338     if(avctx->frame_size > 0) {
 339         if(avctx->frame_size < FLAC_MIN_BLOCKSIZE ||
 340                 avctx->frame_size > FLAC_MAX_BLOCKSIZE) {
 341             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block size: %d\n",
 342                    avctx->frame_size);
 343             return -1;
 344         }
 345         s->blocksize = avctx->frame_size;
 346     } else {
 347         s->blocksize = select_blocksize(s->samplerate, s->options.block_time_ms);
 348         avctx->frame_size = s->blocksize;
 349     }
 350     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " block size: %d\n", s->blocksize);
 351
 352     /* set LPC precision */
 353     if(avctx->lpc_coeff_precision > 0) {
 354         if(avctx->lpc_coeff_precision > MAX_LPC_PRECISION) {
 355             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid lpc coeff precision: %d\n",
 356                    avctx->lpc_coeff_precision);
 357             return -1;
 358         }
 359         s->options.lpc_coeff_precision = avctx->lpc_coeff_precision;
 360     } else {
 361         /* select LPC precision based on block size */
 362         if(     s->blocksize <=   192) s->options.lpc_coeff_precision =  7;
 363         else if(s->blocksize <=   384) s->options.lpc_coeff_precision =  8;
 364         else if(s->blocksize <=   576) s->options.lpc_coeff_precision =  9;
 365         else if(s->blocksize <=  1152) s->options.lpc_coeff_precision = 10;
 366         else if(s->blocksize <=  2304) s->options.lpc_coeff_precision = 11;
 367         else if(s->blocksize <=  4608) s->options.lpc_coeff_precision = 12;
 368         else if(s->blocksize <=  8192) s->options.lpc_coeff_precision = 13;
 369         else if(s->blocksize <= 16384) s->options.lpc_coeff_precision = 14;
 370         else                           s->options.lpc_coeff_precision = 15;
 371     }
 372     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " lpc precision: %d\n",
 373            s->options.lpc_coeff_precision);
 374
 375     /* set maximum encoded frame size in verbatim mode */
 376     if(s->channels == 2) {
 377         s->max_framesize = 14 + ((s->blocksize * 33 + 7) >> 3);
 378     } else {
 379         s->max_framesize = 14 + (s->blocksize * s->channels * 2);
 380     }
 381
 382     streaminfo = av_malloc(FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 383     write_streaminfo(s, streaminfo);
 384     avctx->extradata = streaminfo;
 385     avctx->extradata_size = FLAC_STREAMINFO_SIZE;
 386
 387     s->frame_count = 0;
 388
 389     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 390     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 391
 392     return 0;
 393 }
 394
 395 static void init_frame(FlacEncodeContext *s)
 396 {
 397     int i, ch;
 398     FlacFrame *frame;
 399
 400     frame = &s->frame;
 401
 402     for(i=0; i<16; i++) {
 403         if(s->blocksize == flac_blocksizes[i]) {
 404             frame->blocksize = flac_blocksizes[i];
 405             frame->bs_code[0] = i;
 406             frame->bs_code[1] = 0;
 407             break;
 408         }
 409     }
 410     if(i == 16) {
 411         frame->blocksize = s->blocksize;
 412         if(frame->blocksize <= 256) {
 413             frame->bs_code[0] = 6;
 414             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 415         } else {
 416             frame->bs_code[0] = 7;
 417             frame->bs_code[1] = frame->blocksize-1;
 418         }
 419     }
 420
 421     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
 422         frame->subframes[ch].obits = 16;
 423     }
 424 }
 425
 426 /**
 427  * Copy channel-interleaved input samples into separate subframes
 428  */
 429 static void copy_samples(FlacEncodeContext *s, int16_t *samples)
 430 {
 431     int i, j, ch;
 432     FlacFrame *frame;
 433
 434     frame = &s->frame;
 435     for(i=0,j=0; i<frame->blocksize; i++) {
 436         for(ch=0; ch<s->channels; ch++,j++) {
 437             frame->subframes[ch].samples[i] = samples[j];
 438         }
 439     }
 440 }
 441
 442
 443 #define rice_encode_count(sum, n, k) (((n)*((k)+1))+((sum-(n>>1))>>(k)))
 444
 445 static int find_optimal_param(uint32_t sum, int n)
 446 {
 447     int k, k_opt;
 448     uint32_t nbits[MAX_RICE_PARAM+1];
 449
 450     k_opt = 0;
 451     nbits[0] = UINT32_MAX;
 452     for(k=0; k<=MAX_RICE_PARAM; k++) {
 453         nbits[k] = rice_encode_count(sum, n, k);
 454         if(nbits[k] < nbits[k_opt]) {
 455             k_opt = k;
 456         }
 457     }
 458     return k_opt;
 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 = 0;
 470
 471     cnt = (n >> porder) - pred_order;
 472     for(i=0; i<part; i++) {
 473         if(i == 1) cnt = (n >> porder);
 474         k = find_optimal_param(sums[i], cnt);
 475         rc->params[i] = k;
 476         all_bits += rice_encode_count(sums[i], cnt, k);
 477     }
 478     all_bits += (4 * part);
 479
 480     rc->porder = porder;
 481
 482     return all_bits;
 483 }
 484
 485 static void calc_sums(int pmin, int pmax, uint32_t *data, int n, int pred_order,
 486                       uint32_t sums[][MAX_PARTITIONS])
 487 {
 488     int i, j;
 489     int parts;
 490     uint32_t *res, *res_end;
 491
 492     /* sums for highest level */
 493     parts = (1 << pmax);
 494     res = &data[pred_order];
 495     res_end = &data[n >> pmax];
 496     for(i=0; i<parts; i++) {
 497         sums[pmax][i] = 0;
 498         while(res < res_end){
 499             sums[pmax][i] += *(res++);
 500         }
 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     n2 = (len >> 1);
 589     c = 2.0 / (len - 1.0);
 590     for(i=0; i<n2; i++) {
 591         w = c - i - 1.0;
 592         w = 1.0 - (w * w);
 593         w_data[i] = data[i] * w;
 594         w_data[len-1-i] = data[len-1-i] * w;
 595     }
 596 }
 597
 598 /**
 599  * Calculates autocorrelation data from audio samples
 600  * A Welch window function is applied before calculation.
 601  */
 602 static void compute_autocorr(const int32_t *data, int len, int lag,
 603                              double *autoc)
 604 {
 605     int i, lag_ptr;
 606     double tmp[len + lag];
 607     double *data1= tmp + lag;
 608
 609     apply_welch_window(data, len, data1);
 610
 611     for(i=0; i<lag; i++){
 612         autoc[i] = 1.0;
 613         data1[i-lag]= 0.0;
 614     }
 615
 616     for(i=0; i<len; i++){
 617         for(lag_ptr= i-lag; lag_ptr<=i; lag_ptr++){
 618             autoc[i-lag_ptr] += data1[i] * data1[lag_ptr];
 619         }
 620     }
 621 }
 622
 623 /**
 624  * Levinson-Durbin recursion.
 625  * Produces LPC coefficients from autocorrelation data.
 626  */
 627 static void compute_lpc_coefs(const double *autoc, int max_order,
 628                               double lpc[][MAX_LPC_ORDER], double *ref)
 629 {
 630    int i, j, i2;
 631    double r, err, tmp;
 632    double lpc_tmp[MAX_LPC_ORDER];
 633
 634    for(i=0; i<max_order; i++) lpc_tmp[i] = 0;
 635    err = autoc[0];
 636
 637    for(i=0; i<max_order; i++) {
 638       r = -autoc[i+1];
 639       for(j=0; j<i; j++) {
 640           r -= lpc_tmp[j] * autoc[i-j];
 641       }
 642       r /= err;
 643       ref[i] = fabs(r);
 644
 645       err *= 1.0 - (r * r);
 646
 647       i2 = (i >> 1);
 648       lpc_tmp[i] = r;
 649       for(j=0; j<i2; j++) {
 650          tmp = lpc_tmp[j];
 651          lpc_tmp[j] += r * lpc_tmp[i-1-j];
 652          lpc_tmp[i-1-j] += r * tmp;
 653       }
 654       if(i & 1) {
 655           lpc_tmp[j] += lpc_tmp[j] * r;
 656       }
 657
 658       for(j=0; j<=i; j++) {
 659           lpc[i][j] = -lpc_tmp[j];
 660       }
 661    }
 662 }
 663
 664 /**
 665  * Quantize LPC coefficients
 666  */
 667 static void quantize_lpc_coefs(double *lpc_in, int order, int precision,
 668                                int32_t *lpc_out, int *shift)
 669 {
 670     int i;
 671     double cmax, error;
 672     int32_t qmax;
 673     int sh;
 674
 675     /* define maximum levels */
 676     qmax = (1 << (precision - 1)) - 1;
 677
 678     /* find maximum coefficient value */
 679     cmax = 0.0;
 680     for(i=0; i<order; i++) {
 681         cmax= FFMAX(cmax, fabs(lpc_in[i]));
 682     }
 683
 684     /* if maximum value quantizes to zero, return all zeros */
 685     if(cmax * (1 << MAX_LPC_SHIFT) < 1.0) {
 686         *shift = 0;
 687         memset(lpc_out, 0, sizeof(int32_t) * order);
 688         return;
 689     }
 690
 691     /* calculate level shift which scales max coeff to available bits */
 692     sh = MAX_LPC_SHIFT;
 693     while((cmax * (1 << sh) > qmax) && (sh > 0)) {
 694         sh--;
 695     }
 696
 697     /* since negative shift values are unsupported in decoder, scale down
 698        coefficients instead */
 699     if(sh == 0 && cmax > qmax) {
 700         double scale = ((double)qmax) / cmax;
 701         for(i=0; i<order; i++) {
 702             lpc_in[i] *= scale;
 703         }
 704     }
 705
 706     /* output quantized coefficients and level shift */
 707     error=0;
 708     for(i=0; i<order; i++) {
 709         error += lpc_in[i] * (1 << sh);
 710         lpc_out[i] = clip(lrintf(error), -qmax, qmax);
 711         error -= lpc_out[i];
 712     }
 713     *shift = sh;
 714 }
 715
 716 static int estimate_best_order(double *ref, int max_order)
 717 {
 718     int i, est;
 719
 720     est = 1;
 721     for(i=max_order-1; i>=0; i--) {
 722         if(ref[i] > 0.10) {
 723             est = i+1;
 724             break;
 725         }
 726     }
 727     return est;
 728 }
 729
 730 /**
 731  * Calculate LPC coefficients for multiple orders
 732  */
 733 static int lpc_calc_coefs(const int32_t *samples, int blocksize, int max_order,
 734                           int precision, int32_t coefs[][MAX_LPC_ORDER],
 735                           int *shift, int use_lpc, int omethod)
 736 {
 737     double autoc[MAX_LPC_ORDER+1];
 738     double ref[MAX_LPC_ORDER];
 739     double lpc[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 740     int i, j, pass;
 741     int opt_order;
 742
 743     assert(max_order >= MIN_LPC_ORDER && max_order <= MAX_LPC_ORDER);
 744
 745     if(use_lpc == 1){
 746         compute_autocorr(samples, blocksize, max_order+1, autoc);
 747
 748         compute_lpc_coefs(autoc, max_order, lpc, ref);
 749     }else{
 750         LLSModel m[2];
 751         double var[MAX_LPC_ORDER+1], eval, weight;
 752
 753         for(pass=0; pass<use_lpc-1; pass++){
 754             av_init_lls(&m[pass&1], max_order);
 755
 756             weight=0;
 757             for(i=max_order; i<blocksize; i++){
 758                 for(j=0; j<=max_order; j++)
 759                     var[j]= samples[i-j];
 760
 761                 if(pass){
 762                     eval= av_evaluate_lls(&m[(pass-1)&1], var+1, max_order-1);
 763                     eval= (512>>pass) + fabs(eval - var[0]);
 764                     for(j=0; j<=max_order; j++)
 765                         var[j]/= sqrt(eval);
 766                     weight += 1/eval;
 767                 }else
 768                     weight++;
 769
 770                 av_update_lls(&m[pass&1], var, 1.0);
 771             }
 772             av_solve_lls(&m[pass&1], 0.001, 0);
 773         }
 774
 775         for(i=0; i<max_order; i++){
 776             for(j=0; j<max_order; j++)
 777                 lpc[i][j]= m[(pass-1)&1].coeff[i][j];
 778             ref[i]= sqrt(m[(pass-1)&1].variance[i] / weight) * (blocksize - max_order) / 4000;
 779         }
 780         for(i=max_order-1; i>0; i--)
 781             ref[i] = ref[i-1] - ref[i];
 782     }
 783     opt_order = max_order;
 784
 785     if(omethod == ORDER_METHOD_EST) {
 786         opt_order = estimate_best_order(ref, max_order);
 787         i = opt_order-1;
 788         quantize_lpc_coefs(lpc[i], i+1, precision, coefs[i], &shift[i]);
 789     } else {
 790         for(i=0; i<max_order; i++) {
 791             quantize_lpc_coefs(lpc[i], i+1, precision, coefs[i], &shift[i]);
 792         }
 793     }
 794
 795     return opt_order;
 796 }
 797
 798
 799 static void encode_residual_verbatim(int32_t *res, int32_t *smp, int n)
 800 {
 801     assert(n > 0);
 802     memcpy(res, smp, n * sizeof(int32_t));
 803 }
 804
 805 static void encode_residual_fixed(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 806                                   int order)
 807 {
 808     int i;
 809
 810     for(i=0; i<order; i++) {
 811         res[i] = smp[i];
 812     }
 813
 814     if(order==0){
 815         for(i=order; i<n; i++)
 816             res[i]= smp[i];
 817     }else if(order==1){
 818         for(i=order; i<n; i++)
 819             res[i]= smp[i] - smp[i-1];
 820     }else if(order==2){
 821         for(i=order; i<n; i++)
 822             res[i]= smp[i] - 2*smp[i-1] + smp[i-2];
 823     }else if(order==3){
 824         for(i=order; i<n; i++)
 825             res[i]= smp[i] - 3*smp[i-1] + 3*smp[i-2] - smp[i-3];
 826     }else{
 827         for(i=order; i<n; i++)
 828             res[i]= smp[i] - 4*smp[i-1] + 6*smp[i-2] - 4*smp[i-3] + smp[i-4];
 829     }
 830 }
 831
 832 static void encode_residual_lpc(int32_t *res, const int32_t *smp, int n,
 833                                 int order, const int32_t *coefs, int shift)
 834 {
 835     int i, j;
 836     int32_t pred;
 837
 838     for(i=0; i<order; i++) {
 839         res[i] = smp[i];
 840     }
 841     for(i=order; i<n; i++) {
 842         pred = 0;
 843         for(j=0; j<order; j++) {
 844             pred += coefs[j] * smp[i-j-1];
 845         }
 846         res[i] = smp[i] - (pred >> shift);
 847     }
 848 }
 849
 850 static int encode_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 851 {
 852     int i, n;
 853     int min_order, max_order, opt_order, precision, omethod;
 854     int min_porder, max_porder;
 855     FlacFrame *frame;
 856     FlacSubframe *sub;
 857     int32_t coefs[MAX_LPC_ORDER][MAX_LPC_ORDER];
 858     int shift[MAX_LPC_ORDER];
 859     int32_t *res, *smp;
 860
 861     frame = &ctx->frame;
 862     sub = &frame->subframes[ch];
 863     res = sub->residual;
 864     smp = sub->samples;
 865     n = frame->blocksize;
 866
 867     /* CONSTANT */
 868     for(i=1; i<n; i++) {
 869         if(smp[i] != smp[0]) break;
 870     }
 871     if(i == n) {
 872         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 873         res[0] = smp[0];
 874         return sub->obits;
 875     }
 876
 877     /* VERBATIM */
 878     if(n < 5) {
 879         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 880         encode_residual_verbatim(res, smp, n);
 881         return sub->obits * n;
 882     }
 883
 884     min_order = ctx->options.min_prediction_order;
 885     max_order = ctx->options.max_prediction_order;
 886     min_porder = ctx->options.min_partition_order;
 887     max_porder = ctx->options.max_partition_order;
 888     precision = ctx->options.lpc_coeff_precision;
 889     omethod = ctx->options.prediction_order_method;
 890
 891     /* FIXED */
 892     if(!ctx->options.use_lpc || max_order == 0 || (n <= max_order)) {
 893         uint32_t bits[MAX_FIXED_ORDER+1];
 894         if(max_order > MAX_FIXED_ORDER) max_order = MAX_FIXED_ORDER;
 895         opt_order = 0;
 896         bits[0] = UINT32_MAX;
 897         for(i=min_order; i<=max_order; i++) {
 898             encode_residual_fixed(res, smp, n, i);
 899             bits[i] = calc_rice_params_fixed(&sub->rc, min_porder, max_porder, res,
 900                                              n, i, sub->obits);
 901             if(bits[i] < bits[opt_order]) {
 902                 opt_order = i;
 903             }
 904         }
 905         sub->order = opt_order;
 906         sub->type = FLAC_SUBFRAME_FIXED;
 907         sub->type_code = sub->type | sub->order;
 908         if(sub->order != max_order) {
 909             encode_residual_fixed(res, smp, n, sub->order);
 910             return calc_rice_params_fixed(&sub->rc, min_porder, max_porder, res, n,
 911                                           sub->order, sub->obits);
 912         }
 913         return bits[sub->order];
 914     }
 915
 916     /* LPC */
 917     opt_order = lpc_calc_coefs(smp, n, max_order, precision, coefs, shift, ctx->options.use_lpc, omethod);
 918
 919     if(omethod == ORDER_METHOD_2LEVEL ||
 920        omethod == ORDER_METHOD_4LEVEL ||
 921        omethod == ORDER_METHOD_8LEVEL) {
 922         int levels = 1 << omethod;
 923         uint32_t bits[levels];
 924         int order;
 925         int opt_index = levels-1;
 926         opt_order = max_order-1;
 927         bits[opt_index] = UINT32_MAX;
 928         for(i=levels-1; i>=0; i--) {
 929             order = min_order + (((max_order-min_order+1) * (i+1)) / levels)-1;
 930             if(order < 0) order = 0;
 931             encode_residual_lpc(res, smp, n, order+1, coefs[order], shift[order]);
 932             bits[i] = calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder,
 933                                            res, n, order+1, sub->obits, precision);
 934             if(bits[i] < bits[opt_index]) {
 935                 opt_index = i;
 936                 opt_order = order;
 937             }
 938         }
 939         opt_order++;
 940     } else if(omethod == ORDER_METHOD_SEARCH) {
 941         // brute-force optimal order search
 942         uint32_t bits[MAX_LPC_ORDER];
 943         opt_order = 0;
 944         bits[0] = UINT32_MAX;
 945         for(i=min_order-1; i<max_order; i++) {
 946             encode_residual_lpc(res, smp, n, i+1, coefs[i], shift[i]);
 947             bits[i] = calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder,
 948                                            res, n, i+1, sub->obits, precision);
 949             if(bits[i] < bits[opt_order]) {
 950                 opt_order = i;
 951             }
 952         }
 953         opt_order++;
 954     }
 955
 956     sub->order = opt_order;
 957     sub->type = FLAC_SUBFRAME_LPC;
 958     sub->type_code = sub->type | (sub->order-1);
 959     sub->shift = shift[sub->order-1];
 960     for(i=0; i<sub->order; i++) {
 961         sub->coefs[i] = coefs[sub->order-1][i];
 962     }
 963     encode_residual_lpc(res, smp, n, sub->order, sub->coefs, sub->shift);
 964     return calc_rice_params_lpc(&sub->rc, min_porder, max_porder, res, n, sub->order,
 965                                 sub->obits, precision);
 966 }
 967
 968 static int encode_residual_v(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
 969 {
 970     int i, n;
 971     FlacFrame *frame;
 972     FlacSubframe *sub;
 973     int32_t *res, *smp;
 974
 975     frame = &ctx->frame;
 976     sub = &frame->subframes[ch];
 977     res = sub->residual;
 978     smp = sub->samples;
 979     n = frame->blocksize;
 980
 981     /* CONSTANT */
 982     for(i=1; i<n; i++) {
 983         if(smp[i] != smp[0]) break;
 984     }
 985     if(i == n) {
 986         sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_CONSTANT;
 987         res[0] = smp[0];
 988         return sub->obits;
 989     }
 990
 991     /* VERBATIM */
 992     sub->type = sub->type_code = FLAC_SUBFRAME_VERBATIM;
 993     encode_residual_verbatim(res, smp, n);
 994     return sub->obits * n;
 995 }
 996
 997 static int estimate_stereo_mode(int32_t *left_ch, int32_t *right_ch, int n)
 998 {
 999     int i, best;
1000     int32_t lt, rt;
1001     uint64_t sum[4];
1002     uint64_t score[4];
1003     int k;
1004
1005     /* calculate sum of 2nd order residual for each channel */
1006     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
1007     for(i=2; i<n; i++) {
1008         lt = left_ch[i] - 2*left_ch[i-1] + left_ch[i-2];
1009         rt = right_ch[i] - 2*right_ch[i-1] + right_ch[i-2];
1010         sum[2] += ABS((lt + rt) >> 1);
1011         sum[3] += ABS(lt - rt);
1012         sum[0] += ABS(lt);
1013         sum[1] += ABS(rt);
1014     }
1015     /* estimate bit counts */
1016     for(i=0; i<4; i++) {
1017         k = find_optimal_param(2*sum[i], n);
1018         sum[i] = rice_encode_count(2*sum[i], n, k);
1019     }
1020
1021     /* calculate score for each mode */
1022     score[0] = sum[0] + sum[1];
1023     score[1] = sum[0] + sum[3];
1024     score[2] = sum[1] + sum[3];
1025     score[3] = sum[2] + sum[3];
1026
1027     /* return mode with lowest score */
1028     best = 0;
1029     for(i=1; i<4; i++) {
1030         if(score[i] < score[best]) {
1031             best = i;
1032         }
1033     }
1034     if(best == 0) {
1035         return FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT;
1036     } else if(best == 1) {
1037         return FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE;
1038     } else if(best == 2) {
1039         return FLAC_CHMODE_RIGHT_SIDE;
1040     } else {
1041         return FLAC_CHMODE_MID_SIDE;
1042     }
1043 }
1044
1045 /**
1046  * Perform stereo channel decorrelation
1047  */
1048 static void channel_decorrelation(FlacEncodeContext *ctx)
1049 {
1050     FlacFrame *frame;
1051     int32_t *left, *right;
1052     int i, n;
1053
1054     frame = &ctx->frame;
1055     n = frame->blocksize;
1056     left  = frame->subframes[0].samples;
1057     right = frame->subframes[1].samples;
1058
1059     if(ctx->channels != 2) {
1060         frame->ch_mode = FLAC_CHMODE_NOT_STEREO;
1061         return;
1062     }
1063
1064     frame->ch_mode = estimate_stereo_mode(left, right, n);
1065
1066     /* perform decorrelation and adjust bits-per-sample */
1067     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_RIGHT) {
1068         return;
1069     }
1070     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_MID_SIDE) {
1071         int32_t tmp;
1072         for(i=0; i<n; i++) {
1073             tmp = left[i];
1074             left[i] = (tmp + right[i]) >> 1;
1075             right[i] = tmp - right[i];
1076         }
1077         frame->subframes[1].obits++;
1078     } else if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_LEFT_SIDE) {
1079         for(i=0; i<n; i++) {
1080             right[i] = left[i] - right[i];
1081         }
1082         frame->subframes[1].obits++;
1083     } else {
1084         for(i=0; i<n; i++) {
1085             left[i] -= right[i];
1086         }
1087         frame->subframes[0].obits++;
1088     }
1089 }
1090
1091 static void put_sbits(PutBitContext *pb, int bits, int32_t val)
1092 {
1093     assert(bits >= 0 && bits <= 31);
1094
1095     put_bits(pb, bits, val & ((1<<bits)-1));
1096 }
1097
1098 static void write_utf8(PutBitContext *pb, uint32_t val)
1099 {
1100     int bytes, shift;
1101
1102     if(val < 0x80){
1103         put_bits(pb, 8, val);
1104         return;
1105     }
1106
1107     bytes= (av_log2(val)+4) / 5;
1108     shift = (bytes - 1) * 6;
1109     put_bits(pb, 8, (256 - (256>>bytes)) | (val >> shift));
1110     while(shift >= 6){
1111         shift -= 6;
1112         put_bits(pb, 8, 0x80 | ((val >> shift) & 0x3F));
1113     }
1114 }
1115
1116 static void output_frame_header(FlacEncodeContext *s)
1117 {
1118     FlacFrame *frame;
1119     int crc;
1120
1121     frame = &s->frame;
1122
1123     put_bits(&s->pb, 16, 0xFFF8);
1124     put_bits(&s->pb, 4, frame->bs_code[0]);
1125     put_bits(&s->pb, 4, s->sr_code[0]);
1126     if(frame->ch_mode == FLAC_CHMODE_NOT_STEREO) {
1127         put_bits(&s->pb, 4, s->ch_code);
1128     } else {
1129         put_bits(&s->pb, 4, frame->ch_mode);
1130     }
1131     put_bits(&s->pb, 3, 4); /* bits-per-sample code */
1132     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1133     write_utf8(&s->pb, s->frame_count);
1134     if(frame->bs_code[0] == 6) {
1135         put_bits(&s->pb, 8, frame->bs_code[1]);
1136     } else if(frame->bs_code[0] == 7) {
1137         put_bits(&s->pb, 16, frame->bs_code[1]);
1138     }
1139     if(s->sr_code[0] == 12) {
1140         put_bits(&s->pb, 8, s->sr_code[1]);
1141     } else if(s->sr_code[0] > 12) {
1142         put_bits(&s->pb, 16, s->sr_code[1]);
1143     }
1144     flush_put_bits(&s->pb);
1145     crc = av_crc(av_crc07, 0, s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3);
1146     put_bits(&s->pb, 8, crc);
1147 }
1148
1149 static void output_subframe_constant(FlacEncodeContext *s, int ch)
1150 {
1151     FlacSubframe *sub;
1152     int32_t res;
1153
1154     sub = &s->frame.subframes[ch];
1155     res = sub->residual[0];
1156     put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
1157 }
1158
1159 static void output_subframe_verbatim(FlacEncodeContext *s, int ch)
1160 {
1161     int i;
1162     FlacFrame *frame;
1163     FlacSubframe *sub;
1164     int32_t res;
1165
1166     frame = &s->frame;
1167     sub = &frame->subframes[ch];
1168
1169     for(i=0; i<frame->blocksize; i++) {
1170         res = sub->residual[i];
1171         put_sbits(&s->pb, sub->obits, res);
1172     }
1173 }
1174
1175 static void output_residual(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
1176 {
1177     int i, j, p, n, parts;
1178     int k, porder, psize, res_cnt;
1179     FlacFrame *frame;
1180     FlacSubframe *sub;
1181     int32_t *res;
1182
1183     frame = &ctx->frame;
1184     sub = &frame->subframes[ch];
1185     res = sub->residual;
1186     n = frame->blocksize;
1187
1188     /* rice-encoded block */
1189     put_bits(&ctx->pb, 2, 0);
1190
1191     /* partition order */
1192     porder = sub->rc.porder;
1193     psize = n >> porder;
1194     parts = (1 << porder);
1195     put_bits(&ctx->pb, 4, porder);
1196     res_cnt = psize - sub->order;
1197
1198     /* residual */
1199     j = sub->order;
1200     for(p=0; p<parts; p++) {
1201         k = sub->rc.params[p];
1202         put_bits(&ctx->pb, 4, k);
1203         if(p == 1) res_cnt = psize;
1204         for(i=0; i<res_cnt && j<n; i++, j++) {
1205             set_sr_golomb_flac(&ctx->pb, res[j], k, INT32_MAX, 0);
1206         }
1207     }
1208 }
1209
1210 static void output_subframe_fixed(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
1211 {
1212     int i;
1213     FlacFrame *frame;
1214     FlacSubframe *sub;
1215
1216     frame = &ctx->frame;
1217     sub = &frame->subframes[ch];
1218
1219     /* warm-up samples */
1220     for(i=0; i<sub->order; i++) {
1221         put_sbits(&ctx->pb, sub->obits, sub->residual[i]);
1222     }
1223
1224     /* residual */
1225     output_residual(ctx, ch);
1226 }
1227
1228 static void output_subframe_lpc(FlacEncodeContext *ctx, int ch)
1229 {
1230     int i, cbits;
1231     FlacFrame *frame;
1232     FlacSubframe *sub;
1233
1234     frame = &ctx->frame;
1235     sub = &frame->subframes[ch];
1236
1237     /* warm-up samples */
1238     for(i=0; i<sub->order; i++) {
1239         put_sbits(&ctx->pb, sub->obits, sub->residual[i]);
1240     }
1241
1242     /* LPC coefficients */
1243     cbits = ctx->options.lpc_coeff_precision;
1244     put_bits(&ctx->pb, 4, cbits-1);
1245     put_sbits(&ctx->pb, 5, sub->shift);
1246     for(i=0; i<sub->order; i++) {
1247         put_sbits(&ctx->pb, cbits, sub->coefs[i]);
1248     }
1249
1250     /* residual */
1251     output_residual(ctx, ch);
1252 }
1253
1254 static void output_subframes(FlacEncodeContext *s)
1255 {
1256     FlacFrame *frame;
1257     FlacSubframe *sub;
1258     int ch;
1259
1260     frame = &s->frame;
1261
1262     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
1263         sub = &frame->subframes[ch];
1264
1265         /* subframe header */
1266         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1267         put_bits(&s->pb, 6, sub->type_code);
1268         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no wasted bits */
1269
1270         /* subframe */
1271         if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_CONSTANT) {
1272             output_subframe_constant(s, ch);
1273         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_VERBATIM) {
1274             output_subframe_verbatim(s, ch);
1275         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_FIXED) {
1276             output_subframe_fixed(s, ch);
1277         } else if(sub->type == FLAC_SUBFRAME_LPC) {
1278             output_subframe_lpc(s, ch);
1279         }
1280     }
1281 }
1282
1283 static void output_frame_footer(FlacEncodeContext *s)
1284 {
1285     int crc;
1286     flush_put_bits(&s->pb);
1287     crc = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, s->pb.buf, put_bits_count(&s->pb)>>3));
1288     put_bits(&s->pb, 16, crc);
1289     flush_put_bits(&s->pb);
1290 }
1291
1292 static int flac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *frame,
1293                              int buf_size, void *data)
1294 {
1295     int ch;
1296     FlacEncodeContext *s;
1297     int16_t *samples = data;
1298     int out_bytes;
1299
1300     s = avctx->priv_data;
1301
1302     s->blocksize = avctx->frame_size;
1303     init_frame(s);
1304
1305     copy_samples(s, samples);
1306
1307     channel_decorrelation(s);
1308
1309     for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
1310         encode_residual(s, ch);
1311     }
1312     init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
1313     output_frame_header(s);
1314     output_subframes(s);
1315     output_frame_footer(s);
1316     out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1317
1318     if(out_bytes > s->max_framesize || out_bytes >= buf_size) {
1319         /* frame too large. use verbatim mode */
1320         for(ch=0; ch<s->channels; ch++) {
1321             encode_residual_v(s, ch);
1322         }
1323         init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size);
1324         output_frame_header(s);
1325         output_subframes(s);
1326         output_frame_footer(s);
1327         out_bytes = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1328
1329         if(out_bytes > s->max_framesize || out_bytes >= buf_size) {
1330             /* still too large. must be an error. */
1331             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error encoding frame\n");
1332             return -1;
1333         }
1334     }
1335
1336     s->frame_count++;
1337     return out_bytes;
1338 }
1339
1340 static int flac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1341 {
1342     av_freep(&avctx->extradata);
1343     avctx->extradata_size = 0;
1344     av_freep(&avctx->coded_frame);
1345     return 0;
1346 }
1347
1348 AVCodec flac_encoder = {
1349     "flac",
1350     CODEC_TYPE_AUDIO,
1351     CODEC_ID_FLAC,
1352     sizeof(FlacEncodeContext),
1353     flac_encode_init,
1354     flac_encode_frame,
1355     flac_encode_close,
1356     NULL,
1357     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
1358 };