git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/opus.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Andrew D'Addesio
   3  * Copyright (c) 2013-2014 Mozilla Corporation
   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 /**
  23  * @file
  24  * Opus decoder/parser shared code
  25  */
  26
  27 #include <stdint.h>
  28
  29 #include "libavutil/error.h"
  30 #include "libavutil/ffmath.h"
  31
  32 #include "opus_celt.h"
  33 #include "opustab.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "vorbis.h"
  36
  37 static const uint16_t opus_frame_duration[32] = {
  38     480, 960, 1920, 2880,
  39     480, 960, 1920, 2880,
  40     480, 960, 1920, 2880,
  41     480, 960,
  42     480, 960,
  43     120, 240,  480,  960,
  44     120, 240,  480,  960,
  45     120, 240,  480,  960,
  46     120, 240,  480,  960,
  47 };
  48
  49 /**
  50  * Read a 1- or 2-byte frame length
  51  */
  52 static inline int xiph_lacing_16bit(const uint8_t **ptr, const uint8_t *end)
  53 {
  54     int val;
  55
  56     if (*ptr >= end)
  57         return AVERROR_INVALIDDATA;
  58     val = *(*ptr)++;
  59     if (val >= 252) {
  60         if (*ptr >= end)
  61             return AVERROR_INVALIDDATA;
  62         val += 4 * *(*ptr)++;
  63     }
  64     return val;
  65 }
  66
  67 /**
  68  * Read a multi-byte length (used for code 3 packet padding size)
  69  */
  70 static inline int xiph_lacing_full(const uint8_t **ptr, const uint8_t *end)
  71 {
  72     int val = 0;
  73     int next;
  74
  75     while (1) {
  76         if (*ptr >= end || val > INT_MAX - 254)
  77             return AVERROR_INVALIDDATA;
  78         next = *(*ptr)++;
  79         val += next;
  80         if (next < 255)
  81             break;
  82         else
  83             val--;
  84     }
  85     return val;
  86 }
  87
  88 /**
  89  * Parse Opus packet info from raw packet data
  90  */
  91 int ff_opus_parse_packet(OpusPacket *pkt, const uint8_t *buf, int buf_size,
  92                          int self_delimiting)
  93 {
  94     const uint8_t *ptr = buf;
  95     const uint8_t *end = buf + buf_size;
  96     int padding = 0;
  97     int frame_bytes, i;
  98
  99     if (buf_size < 1)
 100         goto fail;
 101
 102     /* TOC byte */
 103     i = *ptr++;
 104     pkt->code   = (i     ) & 0x3;
 105     pkt->stereo = (i >> 2) & 0x1;
 106     pkt->config = (i >> 3) & 0x1F;
 107
 108     /* code 2 and code 3 packets have at least 1 byte after the TOC */
 109     if (pkt->code >= 2 && buf_size < 2)
 110         goto fail;
 111
 112     switch (pkt->code) {
 113     case 0:
 114         /* 1 frame */
 115         pkt->frame_count = 1;
 116         pkt->vbr         = 0;
 117
 118         if (self_delimiting) {
 119             int len = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 120             if (len < 0 || len > end - ptr)
 121                 goto fail;
 122             end      = ptr + len;
 123             buf_size = end - buf;
 124         }
 125
 126         frame_bytes = end - ptr;
 127         if (frame_bytes > MAX_FRAME_SIZE)
 128             goto fail;
 129         pkt->frame_offset[0] = ptr - buf;
 130         pkt->frame_size[0]   = frame_bytes;
 131         break;
 132     case 1:
 133         /* 2 frames, equal size */
 134         pkt->frame_count = 2;
 135         pkt->vbr         = 0;
 136
 137         if (self_delimiting) {
 138             int len = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 139             if (len < 0 || 2 * len > end - ptr)
 140                 goto fail;
 141             end      = ptr + 2 * len;
 142             buf_size = end - buf;
 143         }
 144
 145         frame_bytes = end - ptr;
 146         if (frame_bytes & 1 || frame_bytes >> 1 > MAX_FRAME_SIZE)
 147             goto fail;
 148         pkt->frame_offset[0] = ptr - buf;
 149         pkt->frame_size[0]   = frame_bytes >> 1;
 150         pkt->frame_offset[1] = pkt->frame_offset[0] + pkt->frame_size[0];
 151         pkt->frame_size[1]   = frame_bytes >> 1;
 152         break;
 153     case 2:
 154         /* 2 frames, different sizes */
 155         pkt->frame_count = 2;
 156         pkt->vbr         = 1;
 157
 158         /* read 1st frame size */
 159         frame_bytes = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 160         if (frame_bytes < 0)
 161             goto fail;
 162
 163         if (self_delimiting) {
 164             int len = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 165             if (len < 0 || len + frame_bytes > end - ptr)
 166                 goto fail;
 167             end      = ptr + frame_bytes + len;
 168             buf_size = end - buf;
 169         }
 170
 171         pkt->frame_offset[0] = ptr - buf;
 172         pkt->frame_size[0]   = frame_bytes;
 173
 174         /* calculate 2nd frame size */
 175         frame_bytes = end - ptr - pkt->frame_size[0];
 176         if (frame_bytes < 0 || frame_bytes > MAX_FRAME_SIZE)
 177             goto fail;
 178         pkt->frame_offset[1] = pkt->frame_offset[0] + pkt->frame_size[0];
 179         pkt->frame_size[1]   = frame_bytes;
 180         break;
 181     case 3:
 182         /* 1 to 48 frames, can be different sizes */
 183         i = *ptr++;
 184         pkt->frame_count = (i     ) & 0x3F;
 185         padding          = (i >> 6) & 0x01;
 186         pkt->vbr         = (i >> 7) & 0x01;
 187
 188         if (pkt->frame_count == 0 || pkt->frame_count > MAX_FRAMES)
 189             goto fail;
 190
 191         /* read padding size */
 192         if (padding) {
 193             padding = xiph_lacing_full(&ptr, end);
 194             if (padding < 0)
 195                 goto fail;
 196         }
 197
 198         /* read frame sizes */
 199         if (pkt->vbr) {
 200             /* for VBR, all frames except the final one have their size coded
 201                in the bitstream. the last frame size is implicit. */
 202             int total_bytes = 0;
 203             for (i = 0; i < pkt->frame_count - 1; i++) {
 204                 frame_bytes = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 205                 if (frame_bytes < 0)
 206                     goto fail;
 207                 pkt->frame_size[i] = frame_bytes;
 208                 total_bytes += frame_bytes;
 209             }
 210
 211             if (self_delimiting) {
 212                 int len = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 213                 if (len < 0 || len + total_bytes + padding > end - ptr)
 214                     goto fail;
 215                 end      = ptr + total_bytes + len + padding;
 216                 buf_size = end - buf;
 217             }
 218
 219             frame_bytes = end - ptr - padding;
 220             if (total_bytes > frame_bytes)
 221                 goto fail;
 222             pkt->frame_offset[0] = ptr - buf;
 223             for (i = 1; i < pkt->frame_count; i++)
 224                 pkt->frame_offset[i] = pkt->frame_offset[i-1] + pkt->frame_size[i-1];
 225             pkt->frame_size[pkt->frame_count-1] = frame_bytes - total_bytes;
 226         } else {
 227             /* for CBR, the remaining packet bytes are divided evenly between
 228                the frames */
 229             if (self_delimiting) {
 230                 frame_bytes = xiph_lacing_16bit(&ptr, end);
 231                 if (frame_bytes < 0 || pkt->frame_count * frame_bytes + padding > end - ptr)
 232                     goto fail;
 233                 end      = ptr + pkt->frame_count * frame_bytes + padding;
 234                 buf_size = end - buf;
 235             } else {
 236                 frame_bytes = end - ptr - padding;
 237                 if (frame_bytes % pkt->frame_count ||
 238                     frame_bytes / pkt->frame_count > MAX_FRAME_SIZE)
 239                     goto fail;
 240                 frame_bytes /= pkt->frame_count;
 241             }
 242
 243             pkt->frame_offset[0] = ptr - buf;
 244             pkt->frame_size[0]   = frame_bytes;
 245             for (i = 1; i < pkt->frame_count; i++) {
 246                 pkt->frame_offset[i] = pkt->frame_offset[i-1] + pkt->frame_size[i-1];
 247                 pkt->frame_size[i]   = frame_bytes;
 248             }
 249         }
 250     }
 251
 252     pkt->packet_size = buf_size;
 253     pkt->data_size   = pkt->packet_size - padding;
 254
 255     /* total packet duration cannot be larger than 120ms */
 256     pkt->frame_duration = opus_frame_duration[pkt->config];
 257     if (pkt->frame_duration * pkt->frame_count > MAX_PACKET_DUR)
 258         goto fail;
 259
 260     /* set mode and bandwidth */
 261     if (pkt->config < 12) {
 262         pkt->mode = OPUS_MODE_SILK;
 263         pkt->bandwidth = pkt->config >> 2;
 264     } else if (pkt->config < 16) {
 265         pkt->mode = OPUS_MODE_HYBRID;
 266         pkt->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND + (pkt->config >= 14);
 267     } else {
 268         pkt->mode = OPUS_MODE_CELT;
 269         pkt->bandwidth = (pkt->config - 16) >> 2;
 270         /* skip medium band */
 271         if (pkt->bandwidth)
 272             pkt->bandwidth++;
 273     }
 274
 275     return 0;
 276
 277 fail:
 278     memset(pkt, 0, sizeof(*pkt));
 279     return AVERROR_INVALIDDATA;
 280 }
 281
 282 static int channel_reorder_vorbis(int nb_channels, int channel_idx)
 283 {
 284     return ff_vorbis_channel_layout_offsets[nb_channels - 1][channel_idx];
 285 }
 286
 287 static int channel_reorder_unknown(int nb_channels, int channel_idx)
 288 {
 289     return channel_idx;
 290 }
 291
 292 av_cold int ff_opus_parse_extradata(AVCodecContext *avctx,
 293                                     OpusContext *s)
 294 {
 295     static const uint8_t default_channel_map[2] = { 0, 1 };
 296
 297     int (*channel_reorder)(int, int) = channel_reorder_unknown;
 298
 299     const uint8_t *extradata, *channel_map;
 300     int extradata_size;
 301     int version, channels, map_type, streams, stereo_streams, i, j;
 302     uint64_t layout;
 303
 304     if (!avctx->extradata) {
 305         if (avctx->channels > 2) {
 306             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 307                    "Multichannel configuration without extradata.\n");
 308             return AVERROR(EINVAL);
 309         }
 310         extradata      = opus_default_extradata;
 311         extradata_size = sizeof(opus_default_extradata);
 312     } else {
 313         extradata = avctx->extradata;
 314         extradata_size = avctx->extradata_size;
 315     }
 316
 317     if (extradata_size < 19) {
 318         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata size: %d\n",
 319                extradata_size);
 320         return AVERROR_INVALIDDATA;
 321     }
 322
 323     version = extradata[8];
 324     if (version > 15) {
 325         avpriv_request_sample(avctx, "Extradata version %d", version);
 326         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 327     }
 328
 329     avctx->delay = AV_RL16(extradata + 10);
 330     if (avctx->internal)
 331         avctx->internal->skip_samples = avctx->delay;
 332
 333     channels = avctx->extradata ? extradata[9] : (avctx->channels == 1) ? 1 : 2;
 334     if (!channels) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Zero channel count specified in the extradata\n");
 336         return AVERROR_INVALIDDATA;
 337     }
 338
 339     s->gain_i = AV_RL16(extradata + 16);
 340     if (s->gain_i)
 341         s->gain = ff_exp10(s->gain_i / (20.0 * 256));
 342
 343     map_type = extradata[18];
 344     if (!map_type) {
 345         if (channels > 2) {
 346             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 347                    "Channel mapping 0 is only specified for up to 2 channels\n");
 348             return AVERROR_INVALIDDATA;
 349         }
 350         layout         = (channels == 1) ? AV_CH_LAYOUT_MONO : AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 351         streams        = 1;
 352         stereo_streams = channels - 1;
 353         channel_map    = default_channel_map;
 354     } else if (map_type == 1 || map_type == 2 || map_type == 255) {
 355         if (extradata_size < 21 + channels) {
 356             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata size: %d\n",
 357                    extradata_size);
 358             return AVERROR_INVALIDDATA;
 359         }
 360
 361         streams        = extradata[19];
 362         stereo_streams = extradata[20];
 363         if (!streams || stereo_streams > streams ||
 364             streams + stereo_streams > 255) {
 365             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 366                    "Invalid stream/stereo stream count: %d/%d\n", streams, stereo_streams);
 367             return AVERROR_INVALIDDATA;
 368         }
 369
 370         if (map_type == 1) {
 371             if (channels > 8) {
 372                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 373                        "Channel mapping 1 is only specified for up to 8 channels\n");
 374                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 375             }
 376             layout = ff_vorbis_channel_layouts[channels - 1];
 377             channel_reorder = channel_reorder_vorbis;
 378         } else if (map_type == 2) {
 379             int ambisonic_order = ff_sqrt(channels) - 1;
 380             if (channels != ((ambisonic_order + 1) * (ambisonic_order + 1)) &&
 381                 channels != ((ambisonic_order + 1) * (ambisonic_order + 1) + 2)) {
 382                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 383                        "Channel mapping 2 is only specified for channel counts"
 384                        " which can be written as (n + 1)^2 or (n + 1)^2 + 2"
 385                        " for nonnegative integer n\n");
 386                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 387             }
 388             if (channels > 227) {
 389                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels\n");
 390                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 391             }
 392             layout = 0;
 393         } else
 394             layout = 0;
 395
 396         channel_map = extradata + 21;
 397     } else {
 398         avpriv_request_sample(avctx, "Mapping type %d", map_type);
 399         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 400     }
 401
 402     s->channel_maps = av_mallocz_array(channels, sizeof(*s->channel_maps));
 403     if (!s->channel_maps)
 404         return AVERROR(ENOMEM);
 405
 406     for (i = 0; i < channels; i++) {
 407         ChannelMap *map = &s->channel_maps[i];
 408         uint8_t     idx = channel_map[channel_reorder(channels, i)];
 409
 410         if (idx == 255) {
 411             map->silence = 1;
 412             continue;
 413         } else if (idx >= streams + stereo_streams) {
 414             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 415                    "Invalid channel map for output channel %d: %d\n", i, idx);
 416             av_freep(&s->channel_maps);
 417             return AVERROR_INVALIDDATA;
 418         }
 419
 420         /* check that we did not see this index yet */
 421         map->copy = 0;
 422         for (j = 0; j < i; j++)
 423             if (channel_map[channel_reorder(channels, j)] == idx) {
 424                 map->copy     = 1;
 425                 map->copy_idx = j;
 426                 break;
 427             }
 428
 429         if (idx < 2 * stereo_streams) {
 430             map->stream_idx  = idx / 2;
 431             map->channel_idx = idx & 1;
 432         } else {
 433             map->stream_idx  = idx - stereo_streams;
 434             map->channel_idx = 0;
 435         }
 436     }
 437
 438     avctx->channels       = channels;
 439     avctx->channel_layout = layout;
 440     s->nb_streams         = streams;
 441     s->nb_stereo_streams  = stereo_streams;
 442
 443     return 0;
 444 }
 445
 446 void ff_celt_quant_bands(CeltFrame *f, OpusRangeCoder *rc)
 447 {
 448     float lowband_scratch[8 * 22];
 449     float norm1[2 * 8 * 100];
 450     float *norm2 = norm1 + 8 * 100;
 451
 452     int totalbits = (f->framebits << 3) - f->anticollapse_needed;
 453
 454     int update_lowband = 1;
 455     int lowband_offset = 0;
 456
 457     int i, j;
 458
 459     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 460         uint32_t cm[2] = { (1 << f->blocks) - 1, (1 << f->blocks) - 1 };
 461         int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 462         int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 463         float *X = f->block[0].coeffs + band_offset;
 464         float *Y = (f->channels == 2) ? f->block[1].coeffs + band_offset : NULL;
 465         float *norm_loc1, *norm_loc2;
 466
 467         int consumed = opus_rc_tell_frac(rc);
 468         int effective_lowband = -1;
 469         int b = 0;
 470
 471         /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
 472         if (i != f->start_band)
 473             f->remaining -= consumed;
 474         f->remaining2 = totalbits - consumed - 1;
 475         if (i <= f->coded_bands - 1) {
 476             int curr_balance = f->remaining / FFMIN(3, f->coded_bands-i);
 477             b = av_clip_uintp2(FFMIN(f->remaining2 + 1, f->pulses[i] + curr_balance), 14);
 478         }
 479
 480         if ((ff_celt_freq_bands[i] - ff_celt_freq_range[i] >= ff_celt_freq_bands[f->start_band] ||
 481             i == f->start_band + 1) && (update_lowband || lowband_offset == 0))
 482             lowband_offset = i;
 483
 484         if (i == f->start_band + 1) {
 485             /* Special Hybrid Folding (RFC 8251 section 9). Copy the first band into
 486             the second to ensure the second band never has to use the LCG. */
 487             int count = (ff_celt_freq_range[i] - ff_celt_freq_range[i-1]) << f->size;
 488
 489             memcpy(&norm1[band_offset], &norm1[band_offset - count], count * sizeof(float));
 490
 491             if (f->channels == 2)
 492                 memcpy(&norm2[band_offset], &norm2[band_offset - count], count * sizeof(float));
 493         }
 494
 495         /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
 496            going to be folding from. */
 497         if (lowband_offset != 0 && (f->spread != CELT_SPREAD_AGGRESSIVE ||
 498                                     f->blocks > 1 || f->tf_change[i] < 0)) {
 499             int foldstart, foldend;
 500
 501             /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
 502             effective_lowband = FFMAX(ff_celt_freq_bands[f->start_band],
 503                                       ff_celt_freq_bands[lowband_offset] - ff_celt_freq_range[i]);
 504             foldstart = lowband_offset;
 505             while (ff_celt_freq_bands[--foldstart] > effective_lowband);
 506             foldend = lowband_offset - 1;
 507             while (++foldend < i && ff_celt_freq_bands[foldend] < effective_lowband + ff_celt_freq_range[i]);
 508
 509             cm[0] = cm[1] = 0;
 510             for (j = foldstart; j < foldend; j++) {
 511                 cm[0] |= f->block[0].collapse_masks[j];
 512                 cm[1] |= f->block[f->channels - 1].collapse_masks[j];
 513             }
 514         }
 515
 516         if (f->dual_stereo && i == f->intensity_stereo) {
 517             /* Switch off dual stereo to do intensity */
 518             f->dual_stereo = 0;
 519             for (j = ff_celt_freq_bands[f->start_band] << f->size; j < band_offset; j++)
 520                 norm1[j] = (norm1[j] + norm2[j]) / 2;
 521         }
 522
 523         norm_loc1 = effective_lowband != -1 ? norm1 + (effective_lowband << f->size) : NULL;
 524         norm_loc2 = effective_lowband != -1 ? norm2 + (effective_lowband << f->size) : NULL;
 525
 526         if (f->dual_stereo) {
 527             cm[0] = f->pvq->quant_band(f->pvq, f, rc, i, X, NULL, band_size, b >> 1,
 528                                        f->blocks, norm_loc1, f->size,
 529                                        norm1 + band_offset, 0, 1.0f,
 530                                        lowband_scratch, cm[0]);
 531
 532             cm[1] = f->pvq->quant_band(f->pvq, f, rc, i, Y, NULL, band_size, b >> 1,
 533                                        f->blocks, norm_loc2, f->size,
 534                                        norm2 + band_offset, 0, 1.0f,
 535                                        lowband_scratch, cm[1]);
 536         } else {
 537             cm[0] = f->pvq->quant_band(f->pvq, f, rc, i, X,    Y, band_size, b >> 0,
 538                                        f->blocks, norm_loc1, f->size,
 539                                        norm1 + band_offset, 0, 1.0f,
 540                                        lowband_scratch, cm[0] | cm[1]);
 541             cm[1] = cm[0];
 542         }
 543
 544         f->block[0].collapse_masks[i]               = (uint8_t)cm[0];
 545         f->block[f->channels - 1].collapse_masks[i] = (uint8_t)cm[1];
 546         f->remaining += f->pulses[i] + consumed;
 547
 548         /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
 549         update_lowband = (b > band_size << 3);
 550     }
 551 }
 552
 553 #define NORMC(bits) ((bits) << (f->channels - 1) << f->size >> 2)
 554
 555 void ff_celt_bitalloc(CeltFrame *f, OpusRangeCoder *rc, int encode)
 556 {
 557     int i, j, low, high, total, done, bandbits, remaining, tbits_8ths;
 558     int skip_startband      = f->start_band;
 559     int skip_bit            = 0;
 560     int intensitystereo_bit = 0;
 561     int dualstereo_bit      = 0;
 562     int dynalloc            = 6;
 563     int extrabits           = 0;
 564
 565     int boost[CELT_MAX_BANDS] = { 0 };
 566     int trim_offset[CELT_MAX_BANDS];
 567     int threshold[CELT_MAX_BANDS];
 568     int bits1[CELT_MAX_BANDS];
 569     int bits2[CELT_MAX_BANDS];
 570
 571     /* Spread */
 572     if (opus_rc_tell(rc) + 4 <= f->framebits) {
 573         if (encode)
 574             ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->spread, ff_celt_model_spread);
 575         else
 576             f->spread = ff_opus_rc_dec_cdf(rc, ff_celt_model_spread);
 577     } else {
 578         f->spread = CELT_SPREAD_NORMAL;
 579     }
 580
 581     /* Initialize static allocation caps */
 582     for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
 583         f->caps[i] = NORMC((ff_celt_static_caps[f->size][f->channels - 1][i] + 64) * ff_celt_freq_range[i]);
 584
 585     /* Band boosts */
 586     tbits_8ths = f->framebits << 3;
 587     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 588         int quanta = ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size;
 589         int b_dynalloc = dynalloc;
 590         int boost_amount = f->alloc_boost[i];
 591         quanta = FFMIN(quanta << 3, FFMAX(6 << 3, quanta));
 592
 593         while (opus_rc_tell_frac(rc) + (b_dynalloc << 3) < tbits_8ths && boost[i] < f->caps[i]) {
 594             int is_boost;
 595             if (encode) {
 596                 is_boost = boost_amount--;
 597                 ff_opus_rc_enc_log(rc, is_boost, b_dynalloc);
 598             } else {
 599                 is_boost = ff_opus_rc_dec_log(rc, b_dynalloc);
 600             }
 601
 602             if (!is_boost)
 603                 break;
 604
 605             boost[i]   += quanta;
 606             tbits_8ths -= quanta;
 607
 608             b_dynalloc = 1;
 609         }
 610
 611         if (boost[i])
 612             dynalloc = FFMAX(dynalloc - 1, 2);
 613     }
 614
 615     /* Allocation trim */
 616     if (!encode)
 617         f->alloc_trim = 5;
 618     if (opus_rc_tell_frac(rc) + (6 << 3) <= tbits_8ths)
 619         if (encode)
 620             ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->alloc_trim, ff_celt_model_alloc_trim);
 621         else
 622             f->alloc_trim = ff_opus_rc_dec_cdf(rc, ff_celt_model_alloc_trim);
 623
 624     /* Anti-collapse bit reservation */
 625     tbits_8ths = (f->framebits << 3) - opus_rc_tell_frac(rc) - 1;
 626     f->anticollapse_needed = 0;
 627     if (f->transient && f->size >= 2 && tbits_8ths >= ((f->size + 2) << 3))
 628         f->anticollapse_needed = 1 << 3;
 629     tbits_8ths -= f->anticollapse_needed;
 630
 631     /* Band skip bit reservation */
 632     if (tbits_8ths >= 1 << 3)
 633         skip_bit = 1 << 3;
 634     tbits_8ths -= skip_bit;
 635
 636     /* Intensity/dual stereo bit reservation */
 637     if (f->channels == 2) {
 638         intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[f->end_band - f->start_band];
 639         if (intensitystereo_bit <= tbits_8ths) {
 640             tbits_8ths -= intensitystereo_bit;
 641             if (tbits_8ths >= 1 << 3) {
 642                 dualstereo_bit = 1 << 3;
 643                 tbits_8ths -= 1 << 3;
 644             }
 645         } else {
 646             intensitystereo_bit = 0;
 647         }
 648     }
 649
 650     /* Trim offsets */
 651     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 652         int trim     = f->alloc_trim - 5 - f->size;
 653         int band     = ff_celt_freq_range[i] * (f->end_band - i - 1);
 654         int duration = f->size + 3;
 655         int scale    = duration + f->channels - 1;
 656
 657         /* PVQ minimum allocation threshold, below this value the band is
 658          * skipped */
 659         threshold[i] = FFMAX(3 * ff_celt_freq_range[i] << duration >> 4,
 660                              f->channels << 3);
 661
 662         trim_offset[i] = trim * (band << scale) >> 6;
 663
 664         if (ff_celt_freq_range[i] << f->size == 1)
 665             trim_offset[i] -= f->channels << 3;
 666     }
 667
 668     /* Bisection */
 669     low  = 1;
 670     high = CELT_VECTORS - 1;
 671     while (low <= high) {
 672         int center = (low + high) >> 1;
 673         done = total = 0;
 674
 675         for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 676             bandbits = NORMC(ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[center][i]);
 677
 678             if (bandbits)
 679                 bandbits = FFMAX(bandbits + trim_offset[i], 0);
 680             bandbits += boost[i];
 681
 682             if (bandbits >= threshold[i] || done) {
 683                 done = 1;
 684                 total += FFMIN(bandbits, f->caps[i]);
 685             } else if (bandbits >= f->channels << 3) {
 686                 total += f->channels << 3;
 687             }
 688         }
 689
 690         if (total > tbits_8ths)
 691             high = center - 1;
 692         else
 693             low = center + 1;
 694     }
 695     high = low--;
 696
 697     /* Bisection */
 698     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 699         bits1[i] = NORMC(ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[low][i]);
 700         bits2[i] = high >= CELT_VECTORS ? f->caps[i] :
 701                    NORMC(ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[high][i]);
 702
 703         if (bits1[i])
 704             bits1[i] = FFMAX(bits1[i] + trim_offset[i], 0);
 705         if (bits2[i])
 706             bits2[i] = FFMAX(bits2[i] + trim_offset[i], 0);
 707
 708         if (low)
 709             bits1[i] += boost[i];
 710         bits2[i] += boost[i];
 711
 712         if (boost[i])
 713             skip_startband = i;
 714         bits2[i] = FFMAX(bits2[i] - bits1[i], 0);
 715     }
 716
 717     /* Bisection */
 718     low  = 0;
 719     high = 1 << CELT_ALLOC_STEPS;
 720     for (i = 0; i < CELT_ALLOC_STEPS; i++) {
 721         int center = (low + high) >> 1;
 722         done = total = 0;
 723
 724         for (j = f->end_band - 1; j >= f->start_band; j--) {
 725             bandbits = bits1[j] + (center * bits2[j] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 726
 727             if (bandbits >= threshold[j] || done) {
 728                 done = 1;
 729                 total += FFMIN(bandbits, f->caps[j]);
 730             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 731                 total += f->channels << 3;
 732         }
 733         if (total > tbits_8ths)
 734             high = center;
 735         else
 736             low = center;
 737     }
 738
 739     /* Bisection */
 740     done = total = 0;
 741     for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 742         bandbits = bits1[i] + (low * bits2[i] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 743
 744         if (bandbits >= threshold[i] || done)
 745             done = 1;
 746         else
 747             bandbits = (bandbits >= f->channels << 3) ?
 748             f->channels << 3 : 0;
 749
 750         bandbits     = FFMIN(bandbits, f->caps[i]);
 751         f->pulses[i] = bandbits;
 752         total      += bandbits;
 753     }
 754
 755     /* Band skipping */
 756     for (f->coded_bands = f->end_band; ; f->coded_bands--) {
 757         int allocation;
 758         j = f->coded_bands - 1;
 759
 760         if (j == skip_startband) {
 761             /* all remaining bands are not skipped */
 762             tbits_8ths += skip_bit;
 763             break;
 764         }
 765
 766         /* determine the number of bits available for coding "do not skip" markers */
 767         remaining   = tbits_8ths - total;
 768         bandbits    = remaining / (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 769         remaining  -= bandbits  * (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 770         allocation  = f->pulses[j] + bandbits * ff_celt_freq_range[j];
 771         allocation += FFMAX(remaining - (ff_celt_freq_bands[j] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]), 0);
 772
 773         /* a "do not skip" marker is only coded if the allocation is
 774          * above the chosen threshold */
 775         if (allocation >= FFMAX(threshold[j], (f->channels + 1) << 3)) {
 776             int do_not_skip;
 777             if (encode) {
 778                 do_not_skip = f->coded_bands <= f->skip_band_floor;
 779                 ff_opus_rc_enc_log(rc, do_not_skip, 1);
 780             } else {
 781                 do_not_skip = ff_opus_rc_dec_log(rc, 1);
 782             }
 783
 784             if (do_not_skip)
 785                 break;
 786
 787             total      += 1 << 3;
 788             allocation -= 1 << 3;
 789         }
 790
 791         /* the band is skipped, so reclaim its bits */
 792         total -= f->pulses[j];
 793         if (intensitystereo_bit) {
 794             total -= intensitystereo_bit;
 795             intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[j - f->start_band];
 796             total += intensitystereo_bit;
 797         }
 798
 799         total += f->pulses[j] = (allocation >= f->channels << 3) ? f->channels << 3 : 0;
 800     }
 801
 802     /* IS start band */
 803     if (encode) {
 804         if (intensitystereo_bit) {
 805             f->intensity_stereo = FFMIN(f->intensity_stereo, f->coded_bands);
 806             ff_opus_rc_enc_uint(rc, f->intensity_stereo, f->coded_bands + 1 - f->start_band);
 807         }
 808     } else {
 809         f->intensity_stereo = f->dual_stereo = 0;
 810         if (intensitystereo_bit)
 811             f->intensity_stereo = f->start_band + ff_opus_rc_dec_uint(rc, f->coded_bands + 1 - f->start_band);
 812     }
 813
 814     /* DS flag */
 815     if (f->intensity_stereo <= f->start_band)
 816         tbits_8ths += dualstereo_bit; /* no intensity stereo means no dual stereo */
 817     else if (dualstereo_bit)
 818         if (encode)
 819             ff_opus_rc_enc_log(rc, f->dual_stereo, 1);
 820         else
 821             f->dual_stereo = ff_opus_rc_dec_log(rc, 1);
 822
 823     /* Supply the remaining bits in this frame to lower bands */
 824     remaining = tbits_8ths - total;
 825     bandbits  = remaining / (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 826     remaining -= bandbits * (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 827     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 828         const int bits = FFMIN(remaining, ff_celt_freq_range[i]);
 829         f->pulses[i] += bits + bandbits * ff_celt_freq_range[i];
 830         remaining    -= bits;
 831     }
 832
 833     /* Finally determine the allocation */
 834     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 835         int N = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 836         int prev_extra = extrabits;
 837         f->pulses[i] += extrabits;
 838
 839         if (N > 1) {
 840             int dof;        /* degrees of freedom */
 841             int temp;       /* dof * channels * log(dof) */
 842             int fine_bits;
 843             int max_bits;
 844             int offset;     /* fine energy quantization offset, i.e.
 845                              * extra bits assigned over the standard
 846                              * totalbits/dof */
 847
 848             extrabits = FFMAX(f->pulses[i] - f->caps[i], 0);
 849             f->pulses[i] -= extrabits;
 850
 851             /* intensity stereo makes use of an extra degree of freedom */
 852             dof = N * f->channels + (f->channels == 2 && N > 2 && !f->dual_stereo && i < f->intensity_stereo);
 853             temp = dof * (ff_celt_log_freq_range[i] + (f->size << 3));
 854             offset = (temp >> 1) - dof * CELT_FINE_OFFSET;
 855             if (N == 2) /* dof=2 is the only case that doesn't fit the model */
 856                 offset += dof << 1;
 857
 858             /* grant an additional bias for the first and second pulses */
 859             if (f->pulses[i] + offset < 2 * (dof << 3))
 860                 offset += temp >> 2;
 861             else if (f->pulses[i] + offset < 3 * (dof << 3))
 862                 offset += temp >> 3;
 863
 864             fine_bits = (f->pulses[i] + offset + (dof << 2)) / (dof << 3);
 865             max_bits  = FFMIN((f->pulses[i] >> 3) >> (f->channels - 1), CELT_MAX_FINE_BITS);
 866             max_bits  = FFMAX(max_bits, 0);
 867             f->fine_bits[i] = av_clip(fine_bits, 0, max_bits);
 868
 869             /* If fine_bits was rounded down or capped,
 870              * give priority for the final fine energy pass */
 871             f->fine_priority[i] = (f->fine_bits[i] * (dof << 3) >= f->pulses[i] + offset);
 872
 873             /* the remaining bits are assigned to PVQ */
 874             f->pulses[i] -= f->fine_bits[i] << (f->channels - 1) << 3;
 875         } else {
 876             /* all bits go to fine energy except for the sign bit */
 877             extrabits = FFMAX(f->pulses[i] - (f->channels << 3), 0);
 878             f->pulses[i] -= extrabits;
 879             f->fine_bits[i] = 0;
 880             f->fine_priority[i] = 1;
 881         }
 882
 883         /* hand back a limited number of extra fine energy bits to this band */
 884         if (extrabits > 0) {
 885             int fineextra = FFMIN(extrabits >> (f->channels + 2),
 886                                   CELT_MAX_FINE_BITS - f->fine_bits[i]);
 887             f->fine_bits[i] += fineextra;
 888
 889             fineextra <<= f->channels + 2;
 890             f->fine_priority[i] = (fineextra >= extrabits - prev_extra);
 891             extrabits -= fineextra;
 892         }
 893     }
 894     f->remaining = extrabits;
 895
 896     /* skipped bands dedicate all of their bits for fine energy */
 897     for (; i < f->end_band; i++) {
 898         f->fine_bits[i]     = f->pulses[i] >> (f->channels - 1) >> 3;
 899         f->pulses[i]        = 0;
 900         f->fine_priority[i] = f->fine_bits[i] < 1;
 901     }
 902 }