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

   1 /*
   2  * Opus encoder
   3  * Copyright (c) 2017 Rostislav Pehlivanov <atomnuker@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "opus_celt.h"
  23 #include "opus_pvq.h"
  24 #include "opustab.h"
  25
  26 #include "libavutil/float_dsp.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "bytestream.h"
  30 #include "audio_frame_queue.h"
  31
  32 /* Determines the maximum delay the psychoacoustic system will use for lookahead */
  33 #define FF_BUFQUEUE_SIZE 145
  34 #include "libavfilter/bufferqueue.h"
  35
  36 #define OPUS_MAX_LOOKAHEAD ((FF_BUFQUEUE_SIZE - 1)*2.5f)
  37
  38 #define OPUS_MAX_CHANNELS 2
  39
  40 /* 120 ms / 2.5 ms = 48 frames (extremely improbable, but the encoder'll work) */
  41 #define OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET 48
  42
  43 #define OPUS_BLOCK_SIZE(x) (2 * 15 * (1 << ((x) + 2)))
  44
  45 #define OPUS_SAMPLES_TO_BLOCK_SIZE(x) (ff_log2((x) / (2 * 15)) - 2)
  46
  47 typedef struct OpusEncOptions {
  48     float max_delay_ms;
  49 } OpusEncOptions;
  50
  51 typedef struct OpusEncContext {
  52     AVClass *av_class;
  53     OpusEncOptions options;
  54     AVCodecContext *avctx;
  55     AudioFrameQueue afq;
  56     AVFloatDSPContext *dsp;
  57     MDCT15Context *mdct[CELT_BLOCK_NB];
  58     CeltPVQ *pvq;
  59     struct FFBufQueue bufqueue;
  60
  61     enum OpusMode mode;
  62     enum OpusBandwidth bandwidth;
  63     int pkt_framesize;
  64     int pkt_frames;
  65
  66     int channels;
  67
  68     CeltFrame *frame;
  69     OpusRangeCoder *rc;
  70
  71     /* Actual energy the decoder will have */
  72     float last_quantized_energy[OPUS_MAX_CHANNELS][CELT_MAX_BANDS];
  73
  74     DECLARE_ALIGNED(32, float, scratch)[2048];
  75 } OpusEncContext;
  76
  77 static void opus_write_extradata(AVCodecContext *avctx)
  78 {
  79     uint8_t *bs = avctx->extradata;
  80
  81     bytestream_put_buffer(&bs, "OpusHead", 8);
  82     bytestream_put_byte  (&bs, 0x1);
  83     bytestream_put_byte  (&bs, avctx->channels);
  84     bytestream_put_le16  (&bs, avctx->initial_padding);
  85     bytestream_put_le32  (&bs, avctx->sample_rate);
  86     bytestream_put_le16  (&bs, 0x0);
  87     bytestream_put_byte  (&bs, 0x0); /* Default layout */
  88 }
  89
  90 static int opus_gen_toc(OpusEncContext *s, uint8_t *toc, int *size, int *fsize_needed)
  91 {
  92     int i, tmp = 0x0, extended_toc = 0;
  93     static const int toc_cfg[][OPUS_MODE_NB][OPUS_BANDWITH_NB] = {
  94         /*  Silk                    Hybrid                  Celt                    Layer     */
  95         /*  NB  MB  WB SWB  FB      NB  MB  WB SWB  FB      NB  MB  WB SWB  FB      Bandwidth */
  96         { {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, { 17,  0, 21, 25, 29 } }, /* 2.5 ms */
  97         { {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, { 18,  0, 22, 26, 30 } }, /*   5 ms */
  98         { {  1,  5,  9,  0,  0 }, {  0,  0,  0, 13, 15 }, { 19,  0, 23, 27, 31 } }, /*  10 ms */
  99         { {  2,  6, 10,  0,  0 }, {  0,  0,  0, 14, 16 }, { 20,  0, 24, 28, 32 } }, /*  20 ms */
 100         { {  3,  7, 11,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 } }, /*  40 ms */
 101         { {  4,  8, 12,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 } }, /*  60 ms */
 102     };
 103     int cfg = toc_cfg[s->pkt_framesize][s->mode][s->bandwidth];
 104     *fsize_needed = 0;
 105     if (!cfg)
 106         return 1;
 107     if (s->pkt_frames == 2) {                                          /* 2 packets */
 108         if (s->frame[0].framebits == s->frame[1].framebits) {          /* same size */
 109             tmp = 0x1;
 110         } else {                                                  /* different size */
 111             tmp = 0x2;
 112             *fsize_needed = 1;                     /* put frame sizes in the packet */
 113         }
 114     } else if (s->pkt_frames > 2) {
 115         tmp = 0x3;
 116         extended_toc = 1;
 117     }
 118     tmp |= (s->channels > 1) << 2;                                /* Stereo or mono */
 119     tmp |= (cfg - 1)         << 3;                           /* codec configuration */
 120     *toc++ = tmp;
 121     if (extended_toc) {
 122         for (i = 0; i < (s->pkt_frames - 1); i++)
 123             *fsize_needed |= (s->frame[i].framebits != s->frame[i + 1].framebits);
 124         tmp = (*fsize_needed) << 7;                                     /* vbr flag */
 125         tmp |= s->pkt_frames;                    /* frame number - can be 0 as well */
 126         *toc++ = tmp;
 127     }
 128     *size = 1 + extended_toc;
 129     return 0;
 130 }
 131
 132 static void celt_frame_setup_input(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 133 {
 134     int sf, ch;
 135     AVFrame *cur = NULL;
 136     const int subframesize = s->avctx->frame_size;
 137     int subframes = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize) / subframesize;
 138
 139     cur = ff_bufqueue_get(&s->bufqueue);
 140
 141     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 142         CeltBlock *b = &f->block[ch];
 143         const void *input = cur->extended_data[ch];
 144         size_t bps = av_get_bytes_per_sample(cur->format);
 145         memcpy(b->overlap, input, bps*cur->nb_samples);
 146     }
 147
 148     av_frame_free(&cur);
 149
 150     for (sf = 0; sf < subframes; sf++) {
 151         if (sf != (subframes - 1))
 152             cur = ff_bufqueue_get(&s->bufqueue);
 153         else
 154             cur = ff_bufqueue_peek(&s->bufqueue, 0);
 155
 156         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 157             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 158             const void *input = cur->extended_data[ch];
 159             const size_t bps  = av_get_bytes_per_sample(cur->format);
 160             const size_t left = (subframesize - cur->nb_samples)*bps;
 161             const size_t len  = FFMIN(subframesize, cur->nb_samples)*bps;
 162             memcpy(&b->samples[sf*subframesize], input, len);
 163             memset(&b->samples[cur->nb_samples], 0, left);
 164         }
 165
 166         /* Last frame isn't popped off and freed yet - we need it for overlap */
 167         if (sf != (subframes - 1))
 168             av_frame_free(&cur);
 169     }
 170 }
 171
 172 /* Apply the pre emphasis filter */
 173 static void celt_apply_preemph_filter(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 174 {
 175     int i, sf, ch;
 176     const int subframesize = s->avctx->frame_size;
 177     const int subframes = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize) / subframesize;
 178
 179     /* Filter overlap */
 180     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 181         CeltBlock *b = &f->block[ch];
 182         float m = b->emph_coeff;
 183         for (i = 0; i < CELT_OVERLAP; i++) {
 184             float sample = b->overlap[i];
 185             b->overlap[i] = sample - m;
 186             m = sample * CELT_EMPH_COEFF;
 187         }
 188         b->emph_coeff = m;
 189     }
 190
 191     /* Filter the samples but do not update the last subframe's coeff - overlap ^^^ */
 192     for (sf = 0; sf < subframes; sf++) {
 193         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 194             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 195             float m = b->emph_coeff;
 196             for (i = 0; i < subframesize; i++) {
 197                 float sample = b->samples[sf*subframesize + i];
 198                 b->samples[sf*subframesize + i] = sample - m;
 199                 m = sample * CELT_EMPH_COEFF;
 200             }
 201             if (sf != (subframes - 1))
 202                 b->emph_coeff = m;
 203         }
 204     }
 205 }
 206
 207 /* Create the window and do the mdct */
 208 static void celt_frame_mdct(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 209 {
 210     int t, ch;
 211     float *win = s->scratch, *temp = s->scratch + 1920;
 212
 213     if (f->transient) {
 214         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 215             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 216             float *src1 = b->overlap;
 217             for (t = 0; t < f->blocks; t++) {
 218                 float *src2 = &b->samples[CELT_OVERLAP*t];
 219                 s->dsp->vector_fmul(win, src1, ff_celt_window, 128);
 220                 s->dsp->vector_fmul_reverse(&win[CELT_OVERLAP], src2,
 221                                             ff_celt_window - 8, 128);
 222                 src1 = src2;
 223                 s->mdct[0]->mdct(s->mdct[0], b->coeffs + t, win, f->blocks);
 224             }
 225         }
 226     } else {
 227         int blk_len = OPUS_BLOCK_SIZE(f->size), wlen = OPUS_BLOCK_SIZE(f->size + 1);
 228         int rwin = blk_len - CELT_OVERLAP, lap_dst = (wlen - blk_len - CELT_OVERLAP) >> 1;
 229         memset(win, 0, wlen*sizeof(float));
 230         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 231             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 232
 233             /* Overlap */
 234             s->dsp->vector_fmul(temp, b->overlap, ff_celt_window, 128);
 235             memcpy(win + lap_dst, temp, CELT_OVERLAP*sizeof(float));
 236
 237             /* Samples, flat top window */
 238             memcpy(&win[lap_dst + CELT_OVERLAP], b->samples, rwin*sizeof(float));
 239
 240             /* Samples, windowed */
 241             s->dsp->vector_fmul_reverse(temp, b->samples + rwin,
 242                                         ff_celt_window - 8, 128);
 243             memcpy(win + lap_dst + blk_len, temp, CELT_OVERLAP*sizeof(float));
 244
 245             s->mdct[f->size]->mdct(s->mdct[f->size], b->coeffs, win, 1);
 246         }
 247     }
 248 }
 249
 250 /* Fills the bands and normalizes them */
 251 static void celt_frame_map_norm_bands(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 252 {
 253     int i, j, ch;
 254
 255     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 256         CeltBlock *block = &f->block[ch];
 257         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++) {
 258             float ener = 0.0f;
 259             int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 260             int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 261             float *coeffs   = &block->coeffs[band_offset];
 262
 263             for (j = 0; j < band_size; j++)
 264                 ener += coeffs[j]*coeffs[j];
 265
 266             block->lin_energy[i] = sqrtf(ener) + FLT_EPSILON;
 267             ener = 1.0f/block->lin_energy[i];
 268
 269             for (j = 0; j < band_size; j++)
 270                 coeffs[j] *= ener;
 271
 272             block->energy[i] = log2f(block->lin_energy[i]) - ff_celt_mean_energy[i];
 273
 274             /* CELT_ENERGY_SILENCE is what the decoder uses and its not -infinity */
 275             block->energy[i] = FFMAX(block->energy[i], CELT_ENERGY_SILENCE);
 276         }
 277     }
 278 }
 279
 280 static void celt_enc_tf(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 281 {
 282     int i, tf_select = 0, diff = 0, tf_changed = 0, tf_select_needed;
 283     int bits = f->transient ? 2 : 4;
 284
 285     tf_select_needed = ((f->size && (opus_rc_tell(rc) + bits + 1) <= f->framebits));
 286
 287     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 288         if ((opus_rc_tell(rc) + bits + tf_select_needed) <= f->framebits) {
 289             const int tbit = (diff ^ 1) == f->tf_change[i];
 290             ff_opus_rc_enc_log(rc, tbit, bits);
 291             diff ^= tbit;
 292             tf_changed |= diff;
 293         }
 294         bits = f->transient ? 4 : 5;
 295     }
 296
 297     if (tf_select_needed && ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][0][tf_changed] !=
 298                             ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][1][tf_changed]) {
 299         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->tf_select, 1);
 300         tf_select = f->tf_select;
 301     }
 302
 303     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++)
 304         f->tf_change[i] = ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][tf_select][f->tf_change[i]];
 305 }
 306
 307 static void ff_celt_enc_bitalloc(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 308 {
 309     int i, j, low, high, total, done, bandbits, remaining, tbits_8ths;
 310     int skip_startband      = f->start_band;
 311     int skip_bit            = 0;
 312     int intensitystereo_bit = 0;
 313     int dualstereo_bit      = 0;
 314     int dynalloc            = 6;
 315     int extrabits           = 0;
 316
 317     int *cap = f->caps;
 318     int boost[CELT_MAX_BANDS];
 319     int trim_offset[CELT_MAX_BANDS];
 320     int threshold[CELT_MAX_BANDS];
 321     int bits1[CELT_MAX_BANDS];
 322     int bits2[CELT_MAX_BANDS];
 323
 324     /* Tell the spread to the decoder */
 325     if (opus_rc_tell(rc) + 4 <= f->framebits)
 326         ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->spread, ff_celt_model_spread);
 327
 328     /* Generate static allocation caps */
 329     for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++) {
 330         cap[i] = (ff_celt_static_caps[f->size][f->channels - 1][i] + 64)
 331                  * ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 332     }
 333
 334     /* Band boosts */
 335     tbits_8ths = f->framebits << 3;
 336     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 337         int quanta, b_dynalloc, boost_amount = f->alloc_boost[i];
 338
 339         boost[i] = 0;
 340
 341         quanta = ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size;
 342         quanta = FFMIN(quanta << 3, FFMAX(6 << 3, quanta));
 343         b_dynalloc = dynalloc;
 344
 345         while (opus_rc_tell_frac(rc) + (b_dynalloc << 3) < tbits_8ths && boost[i] < cap[i]) {
 346             int is_boost = boost_amount--;
 347
 348             ff_opus_rc_enc_log(rc, is_boost, b_dynalloc);
 349             if (!is_boost)
 350                 break;
 351
 352             boost[i]   += quanta;
 353             tbits_8ths -= quanta;
 354
 355             b_dynalloc = 1;
 356         }
 357
 358         if (boost[i])
 359             dynalloc = FFMAX(2, dynalloc - 1);
 360     }
 361
 362     /* Put allocation trim */
 363     if (opus_rc_tell_frac(rc) + (6 << 3) <= tbits_8ths)
 364         ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->alloc_trim, ff_celt_model_alloc_trim);
 365
 366     /* Anti-collapse bit reservation */
 367     tbits_8ths = (f->framebits << 3) - opus_rc_tell_frac(rc) - 1;
 368     f->anticollapse_needed = 0;
 369     if (f->transient && f->size >= 2 && tbits_8ths >= ((f->size + 2) << 3))
 370         f->anticollapse_needed = 1 << 3;
 371     tbits_8ths -= f->anticollapse_needed;
 372
 373     /* Band skip bit reservation */
 374     if (tbits_8ths >= 1 << 3)
 375         skip_bit = 1 << 3;
 376     tbits_8ths -= skip_bit;
 377
 378     /* Intensity/dual stereo bit reservation */
 379     if (f->channels == 2) {
 380         intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[f->end_band - f->start_band];
 381         if (intensitystereo_bit <= tbits_8ths) {
 382             tbits_8ths -= intensitystereo_bit;
 383             if (tbits_8ths >= 1 << 3) {
 384                 dualstereo_bit = 1 << 3;
 385                 tbits_8ths -= 1 << 3;
 386             }
 387         } else {
 388             intensitystereo_bit = 0;
 389         }
 390     }
 391
 392     /* Trim offsets */
 393     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 394         int trim     = f->alloc_trim - 5 - f->size;
 395         int band     = ff_celt_freq_range[i] * (f->end_band - i - 1);
 396         int duration = f->size + 3;
 397         int scale    = duration + f->channels - 1;
 398
 399         /* PVQ minimum allocation threshold, below this value the band is
 400          * skipped */
 401         threshold[i] = FFMAX(3 * ff_celt_freq_range[i] << duration >> 4,
 402                              f->channels << 3);
 403
 404         trim_offset[i] = trim * (band << scale) >> 6;
 405
 406         if (ff_celt_freq_range[i] << f->size == 1)
 407             trim_offset[i] -= f->channels << 3;
 408     }
 409
 410     /* Bisection */
 411     low  = 1;
 412     high = CELT_VECTORS - 1;
 413     while (low <= high) {
 414         int center = (low + high) >> 1;
 415         done = total = 0;
 416
 417         for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 418             bandbits = ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[center][i]
 419                        << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 420
 421             if (bandbits)
 422                 bandbits = FFMAX(0, bandbits + trim_offset[i]);
 423             bandbits += boost[i];
 424
 425             if (bandbits >= threshold[i] || done) {
 426                 done = 1;
 427                 total += FFMIN(bandbits, cap[i]);
 428             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 429                 total += f->channels << 3;
 430         }
 431
 432         if (total > tbits_8ths)
 433             high = center - 1;
 434         else
 435             low = center + 1;
 436     }
 437     high = low--;
 438
 439     /* Bisection */
 440     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 441         bits1[i] = ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[low][i]
 442                    << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 443         bits2[i] = high >= CELT_VECTORS ? cap[i] :
 444                    ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[high][i]
 445                    << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 446
 447         if (bits1[i])
 448             bits1[i] = FFMAX(0, bits1[i] + trim_offset[i]);
 449         if (bits2[i])
 450             bits2[i] = FFMAX(0, bits2[i] + trim_offset[i]);
 451         if (low)
 452             bits1[i] += boost[i];
 453         bits2[i] += boost[i];
 454
 455         if (boost[i])
 456             skip_startband = i;
 457         bits2[i] = FFMAX(0, bits2[i] - bits1[i]);
 458     }
 459
 460     /* Bisection */
 461     low  = 0;
 462     high = 1 << CELT_ALLOC_STEPS;
 463     for (i = 0; i < CELT_ALLOC_STEPS; i++) {
 464         int center = (low + high) >> 1;
 465         done = total = 0;
 466
 467         for (j = f->end_band - 1; j >= f->start_band; j--) {
 468             bandbits = bits1[j] + (center * bits2[j] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 469
 470             if (bandbits >= threshold[j] || done) {
 471                 done = 1;
 472                 total += FFMIN(bandbits, cap[j]);
 473             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 474                 total += f->channels << 3;
 475         }
 476         if (total > tbits_8ths)
 477             high = center;
 478         else
 479             low = center;
 480     }
 481
 482     /* Bisection */
 483     done = total = 0;
 484     for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 485         bandbits = bits1[i] + (low * bits2[i] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 486
 487         if (bandbits >= threshold[i] || done)
 488             done = 1;
 489         else
 490             bandbits = (bandbits >= f->channels << 3) ?
 491                        f->channels << 3 : 0;
 492
 493         bandbits     = FFMIN(bandbits, cap[i]);
 494         f->pulses[i] = bandbits;
 495         total      += bandbits;
 496     }
 497
 498     /* Band skipping */
 499     for (f->coded_bands = f->end_band; ; f->coded_bands--) {
 500         int allocation;
 501         j = f->coded_bands - 1;
 502
 503         if (j == skip_startband) {
 504             /* all remaining bands are not skipped */
 505             tbits_8ths += skip_bit;
 506             break;
 507         }
 508
 509         /* determine the number of bits available for coding "do not skip" markers */
 510         remaining   = tbits_8ths - total;
 511         bandbits    = remaining / (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 512         remaining  -= bandbits  * (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 513         allocation  = f->pulses[j] + bandbits * ff_celt_freq_range[j]
 514                       + FFMAX(0, remaining - (ff_celt_freq_bands[j] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]));
 515
 516         /* a "do not skip" marker is only coded if the allocation is
 517            above the chosen threshold */
 518         if (allocation >= FFMAX(threshold[j], (f->channels + 1) << 3)) {
 519             const int do_not_skip = f->coded_bands <= f->skip_band_floor;
 520             ff_opus_rc_enc_log(rc, do_not_skip, 1);
 521             if (do_not_skip)
 522                 break;
 523
 524             total      += 1 << 3;
 525             allocation -= 1 << 3;
 526         }
 527
 528         /* the band is skipped, so reclaim its bits */
 529         total -= f->pulses[j];
 530         if (intensitystereo_bit) {
 531             total -= intensitystereo_bit;
 532             intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[j - f->start_band];
 533             total += intensitystereo_bit;
 534         }
 535
 536         total += f->pulses[j] = (allocation >= f->channels << 3) ? f->channels << 3 : 0;
 537     }
 538
 539     /* Encode stereo flags */
 540     if (intensitystereo_bit) {
 541         f->intensity_stereo = FFMIN(f->intensity_stereo, f->coded_bands);
 542         ff_opus_rc_enc_uint(rc, f->intensity_stereo, f->coded_bands + 1 - f->start_band);
 543     }
 544     if (f->intensity_stereo <= f->start_band)
 545         tbits_8ths += dualstereo_bit; /* no intensity stereo means no dual stereo */
 546     else if (dualstereo_bit)
 547         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->dual_stereo, 1);
 548
 549     /* Supply the remaining bits in this frame to lower bands */
 550     remaining = tbits_8ths - total;
 551     bandbits  = remaining / (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 552     remaining -= bandbits * (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 553     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 554         int bits = FFMIN(remaining, ff_celt_freq_range[i]);
 555
 556         f->pulses[i] += bits + bandbits * ff_celt_freq_range[i];
 557         remaining    -= bits;
 558     }
 559
 560     /* Finally determine the allocation */
 561     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 562         int N = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 563         int prev_extra = extrabits;
 564         f->pulses[i] += extrabits;
 565
 566         if (N > 1) {
 567             int dof;        // degrees of freedom
 568             int temp;       // dof * channels * log(dof)
 569             int offset;     // fine energy quantization offset, i.e.
 570                             // extra bits assigned over the standard
 571                             // totalbits/dof
 572             int fine_bits, max_bits;
 573
 574             extrabits = FFMAX(0, f->pulses[i] - cap[i]);
 575             f->pulses[i] -= extrabits;
 576
 577             /* intensity stereo makes use of an extra degree of freedom */
 578             dof = N * f->channels + (f->channels == 2 && N > 2 && !f->dual_stereo && i < f->intensity_stereo);
 579             temp = dof * (ff_celt_log_freq_range[i] + (f->size << 3));
 580             offset = (temp >> 1) - dof * CELT_FINE_OFFSET;
 581             if (N == 2) /* dof=2 is the only case that doesn't fit the model */
 582                 offset += dof << 1;
 583
 584             /* grant an additional bias for the first and second pulses */
 585             if (f->pulses[i] + offset < 2 * (dof << 3))
 586                 offset += temp >> 2;
 587             else if (f->pulses[i] + offset < 3 * (dof << 3))
 588                 offset += temp >> 3;
 589
 590             fine_bits = (f->pulses[i] + offset + (dof << 2)) / (dof << 3);
 591             max_bits  = FFMIN((f->pulses[i] >> 3) >> (f->channels - 1), CELT_MAX_FINE_BITS);
 592
 593             max_bits  = FFMAX(max_bits, 0);
 594
 595             f->fine_bits[i] = av_clip(fine_bits, 0, max_bits);
 596
 597             /* if fine_bits was rounded down or capped,
 598                give priority for the final fine energy pass */
 599             f->fine_priority[i] = (f->fine_bits[i] * (dof << 3) >= f->pulses[i] + offset);
 600
 601             /* the remaining bits are assigned to PVQ */
 602             f->pulses[i] -= f->fine_bits[i] << (f->channels - 1) << 3;
 603         } else {
 604             /* all bits go to fine energy except for the sign bit */
 605             extrabits = FFMAX(0, f->pulses[i] - (f->channels << 3));
 606             f->pulses[i] -= extrabits;
 607             f->fine_bits[i] = 0;
 608             f->fine_priority[i] = 1;
 609         }
 610
 611         /* hand back a limited number of extra fine energy bits to this band */
 612         if (extrabits > 0) {
 613             int fineextra = FFMIN(extrabits >> (f->channels + 2),
 614                                   CELT_MAX_FINE_BITS - f->fine_bits[i]);
 615             f->fine_bits[i] += fineextra;
 616
 617             fineextra <<= f->channels + 2;
 618             f->fine_priority[i] = (fineextra >= extrabits - prev_extra);
 619             extrabits -= fineextra;
 620         }
 621     }
 622     f->remaining = extrabits;
 623
 624     /* skipped bands dedicate all of their bits for fine energy */
 625     for (; i < f->end_band; i++) {
 626         f->fine_bits[i]     = f->pulses[i] >> (f->channels - 1) >> 3;
 627         f->pulses[i]        = 0;
 628         f->fine_priority[i] = f->fine_bits[i] < 1;
 629     }
 630 }
 631
 632 static void exp_quant_coarse(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f,
 633                              float last_energy[][CELT_MAX_BANDS], int intra)
 634 {
 635     int i, ch;
 636     float alpha, beta, prev[2] = { 0, 0 };
 637     const uint8_t *pmod = ff_celt_coarse_energy_dist[f->size][intra];
 638
 639     /* Inter is really just differential coding */
 640     if (opus_rc_tell(rc) + 3 <= f->framebits)
 641         ff_opus_rc_enc_log(rc, intra, 3);
 642     else
 643         intra = 0;
 644
 645     if (intra) {
 646         alpha = 0.0f;
 647         beta  = 1.0f - (4915.0f/32768.0f);
 648     } else {
 649         alpha = ff_celt_alpha_coef[f->size];
 650         beta  = ff_celt_beta_coef[f->size];
 651     }
 652
 653     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 654         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 655             CeltBlock *block = &f->block[ch];
 656             const int left = f->framebits - opus_rc_tell(rc);
 657             const float last = FFMAX(-9.0f, last_energy[ch][i]);
 658             float diff = block->energy[i] - prev[ch] - last*alpha;
 659             int q_en = lrintf(diff);
 660             if (left >= 15) {
 661                 ff_opus_rc_enc_laplace(rc, &q_en, pmod[i << 1] << 7, pmod[(i << 1) + 1] << 6);
 662             } else if (left >= 2) {
 663                 q_en = av_clip(q_en, -1, 1);
 664                 ff_opus_rc_enc_cdf(rc, 2*q_en + 3*(q_en < 0), ff_celt_model_energy_small);
 665             } else if (left >= 1) {
 666                 q_en = av_clip(q_en, -1, 0);
 667                 ff_opus_rc_enc_log(rc, (q_en & 1), 1);
 668             } else q_en = -1;
 669
 670             block->error_energy[i] = q_en - diff;
 671             prev[ch] += beta * q_en;
 672         }
 673     }
 674 }
 675
 676 static void celt_quant_coarse(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f,
 677                               float last_energy[][CELT_MAX_BANDS])
 678 {
 679     uint32_t inter, intra;
 680     OPUS_RC_CHECKPOINT_SPAWN(rc);
 681
 682     exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 1);
 683     intra = OPUS_RC_CHECKPOINT_BITS(rc);
 684
 685     OPUS_RC_CHECKPOINT_ROLLBACK(rc);
 686
 687     exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 0);
 688     inter = OPUS_RC_CHECKPOINT_BITS(rc);
 689
 690     if (inter > intra) { /* Unlikely */
 691         OPUS_RC_CHECKPOINT_ROLLBACK(rc);
 692         exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 1);
 693     }
 694 }
 695
 696 static void celt_quant_fine(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 697 {
 698     int i, ch;
 699     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 700         if (!f->fine_bits[i])
 701             continue;
 702         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 703             CeltBlock *block = &f->block[ch];
 704             int quant, lim = (1 << f->fine_bits[i]);
 705             float offset, diff = 0.5f - block->error_energy[i];
 706             quant = av_clip(floor(diff*lim), 0, lim - 1);
 707             ff_opus_rc_put_raw(rc, quant, f->fine_bits[i]);
 708             offset = 0.5f - ((quant + 0.5f) * (1 << (14 - f->fine_bits[i])) / 16384.0f);
 709             block->error_energy[i] -= offset;
 710         }
 711     }
 712 }
 713
 714 static void celt_quant_final(OpusEncContext *s, OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 715 {
 716     int i, ch, priority;
 717     for (priority = 0; priority < 2; priority++) {
 718         for (i = f->start_band; i < f->end_band && (f->framebits - opus_rc_tell(rc)) >= f->channels; i++) {
 719             if (f->fine_priority[i] != priority || f->fine_bits[i] >= CELT_MAX_FINE_BITS)
 720                 continue;
 721             for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 722                 CeltBlock *block = &f->block[ch];
 723                 const float err = block->error_energy[i];
 724                 const float offset = 0.5f * (1 << (14 - f->fine_bits[i] - 1)) / 16384.0f;
 725                 const int sign = FFABS(err + offset) < FFABS(err - offset);
 726                 ff_opus_rc_put_raw(rc, sign, 1);
 727                 block->error_energy[i] -= offset*(1 - 2*sign);
 728             }
 729         }
 730     }
 731 }
 732
 733 static void celt_quant_bands(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 734 {
 735     float lowband_scratch[8 * 22];
 736     float norm[2 * 8 * 100];
 737
 738     int totalbits = (f->framebits << 3) - f->anticollapse_needed;
 739
 740     int update_lowband = 1;
 741     int lowband_offset = 0;
 742
 743     int i, j;
 744
 745     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 746         uint32_t cm[2] = { (1 << f->blocks) - 1, (1 << f->blocks) - 1 };
 747         int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 748         int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 749         float *X = f->block[0].coeffs + band_offset;
 750         float *Y = (f->channels == 2) ? f->block[1].coeffs + band_offset : NULL;
 751
 752         int consumed = opus_rc_tell_frac(rc);
 753         float *norm2 = norm + 8 * 100;
 754         int effective_lowband = -1;
 755         int b = 0;
 756
 757         /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
 758         if (i != f->start_band)
 759             f->remaining -= consumed;
 760         f->remaining2 = totalbits - consumed - 1;
 761         if (i <= f->coded_bands - 1) {
 762             int curr_balance = f->remaining / FFMIN(3, f->coded_bands-i);
 763             b = av_clip_uintp2(FFMIN(f->remaining2 + 1, f->pulses[i] + curr_balance), 14);
 764         }
 765
 766         if (ff_celt_freq_bands[i] - ff_celt_freq_range[i] >= ff_celt_freq_bands[f->start_band] &&
 767             (update_lowband || lowband_offset == 0))
 768             lowband_offset = i;
 769
 770         /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
 771         going to be folding from. */
 772         if (lowband_offset != 0 && (f->spread != CELT_SPREAD_AGGRESSIVE ||
 773                                     f->blocks > 1 || f->tf_change[i] < 0)) {
 774             int foldstart, foldend;
 775
 776             /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
 777             effective_lowband = FFMAX(ff_celt_freq_bands[f->start_band],
 778                                       ff_celt_freq_bands[lowband_offset] - ff_celt_freq_range[i]);
 779             foldstart = lowband_offset;
 780             while (ff_celt_freq_bands[--foldstart] > effective_lowband);
 781             foldend = lowband_offset - 1;
 782             while (ff_celt_freq_bands[++foldend] < effective_lowband + ff_celt_freq_range[i]);
 783
 784             cm[0] = cm[1] = 0;
 785             for (j = foldstart; j < foldend; j++) {
 786                 cm[0] |= f->block[0].collapse_masks[j];
 787                 cm[1] |= f->block[f->channels - 1].collapse_masks[j];
 788             }
 789         }
 790
 791         if (f->dual_stereo && i == f->intensity_stereo) {
 792             /* Switch off dual stereo to do intensity */
 793             f->dual_stereo = 0;
 794             for (j = ff_celt_freq_bands[f->start_band] << f->size; j < band_offset; j++)
 795                 norm[j] = (norm[j] + norm2[j]) / 2;
 796         }
 797
 798         if (f->dual_stereo) {
 799             cm[0] = f->pvq->encode_band(f->pvq, f, rc, i, X, NULL, band_size, b / 2, f->blocks,
 800                                         effective_lowband != -1 ? norm + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 801                                         norm + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[0]);
 802
 803             cm[1] = f->pvq->encode_band(f->pvq, f, rc, i, Y, NULL, band_size, b / 2, f->blocks,
 804                                         effective_lowband != -1 ? norm2 + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 805                                         norm2 + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[1]);
 806         } else {
 807             cm[0] = f->pvq->encode_band(f->pvq, f, rc, i, X, Y, band_size, b, f->blocks,
 808                                         effective_lowband != -1 ? norm + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 809                                         norm + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[0] | cm[1]);
 810             cm[1] = cm[0];
 811         }
 812
 813         f->block[0].collapse_masks[i]               = (uint8_t)cm[0];
 814         f->block[f->channels - 1].collapse_masks[i] = (uint8_t)cm[1];
 815         f->remaining += f->pulses[i] + consumed;
 816
 817         /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
 818         update_lowband = (b > band_size << 3);
 819     }
 820 }
 821
 822 static void celt_encode_frame(OpusEncContext *s, OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 823 {
 824     int i, ch;
 825
 826     celt_frame_setup_input(s, f);
 827     celt_apply_preemph_filter(s, f);
 828     if (f->pfilter) {
 829         /* Not implemented */
 830     }
 831     celt_frame_mdct(s, f);
 832     celt_frame_map_norm_bands(s, f);
 833
 834     ff_opus_rc_enc_log(rc, f->silence, 15);
 835
 836     if (!f->start_band && opus_rc_tell(rc) + 16 <= f->framebits)
 837         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->pfilter, 1);
 838
 839     if (f->pfilter) {
 840         /* Not implemented */
 841     }
 842
 843     if (f->size && opus_rc_tell(rc) + 3 <= f->framebits)
 844         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->transient, 3);
 845
 846     celt_quant_coarse(rc, f, s->last_quantized_energy);
 847     celt_enc_tf      (rc, f);
 848     ff_celt_enc_bitalloc(rc, f);
 849     celt_quant_fine  (rc, f);
 850     celt_quant_bands (rc, f);
 851
 852     if (f->anticollapse_needed)
 853         ff_opus_rc_put_raw(rc, f->anticollapse, 1);
 854
 855     celt_quant_final(s, rc, f);
 856
 857     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 858         CeltBlock *block = &f->block[ch];
 859         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
 860             s->last_quantized_energy[ch][i] = block->energy[i] + block->error_energy[i];
 861     }
 862 }
 863
 864 static void ff_opus_psy_process(OpusEncContext *s, int end, int *need_more)
 865 {
 866     int max_delay_samples = (s->options.max_delay_ms*s->avctx->sample_rate)/1000;
 867     int max_bsize = FFMIN(OPUS_SAMPLES_TO_BLOCK_SIZE(max_delay_samples), CELT_BLOCK_960);
 868
 869     s->pkt_frames = 1;
 870     s->pkt_framesize = max_bsize;
 871     s->mode = OPUS_MODE_CELT;
 872     s->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
 873
 874     *need_more = s->bufqueue.available*s->avctx->frame_size < (max_delay_samples + CELT_OVERLAP);
 875     /* Don't request more if we start being flushed with NULL frames */
 876     *need_more = !end && *need_more;
 877 }
 878
 879 static void ff_opus_psy_celt_frame_setup(OpusEncContext *s, CeltFrame *f, int index)
 880 {
 881     int frame_size = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize);
 882
 883     f->avctx = s->avctx;
 884     f->dsp = s->dsp;
 885     f->pvq = s->pvq;
 886     f->start_band = (s->mode == OPUS_MODE_HYBRID) ? 17 : 0;
 887     f->end_band = ff_celt_band_end[s->bandwidth];
 888     f->channels = s->channels;
 889     f->size = s->pkt_framesize;
 890
 891     /* Decisions */
 892     f->silence = 0;
 893     f->pfilter = 0;
 894     f->transient = 0;
 895     f->tf_select = 0;
 896     f->anticollapse = 0;
 897     f->alloc_trim = 5;
 898     f->skip_band_floor = f->end_band;
 899     f->intensity_stereo = f->end_band;
 900     f->dual_stereo = 0;
 901     f->spread = CELT_SPREAD_NORMAL;
 902     memset(f->tf_change, 0, sizeof(int)*CELT_MAX_BANDS);
 903     memset(f->alloc_boost, 0, sizeof(int)*CELT_MAX_BANDS);
 904
 905     f->blocks = f->transient ? frame_size/CELT_OVERLAP : 1;
 906     f->framebits = FFALIGN(lrintf((double)s->avctx->bit_rate/(s->avctx->sample_rate/frame_size)), 8);
 907 }
 908
 909 static void opus_packet_assembler(OpusEncContext *s, AVPacket *avpkt)
 910 {
 911     int i, offset, fsize_needed;
 912
 913     /* Write toc */
 914     opus_gen_toc(s, avpkt->data, &offset, &fsize_needed);
 915
 916     for (i = 0; i < s->pkt_frames; i++) {
 917         ff_opus_rc_enc_end(&s->rc[i], avpkt->data + offset, s->frame[i].framebits >> 3);
 918         offset += s->frame[i].framebits >> 3;
 919     }
 920
 921     avpkt->size = offset;
 922 }
 923
 924 /* Used as overlap for the first frame and padding for the last encoded packet */
 925 static AVFrame *spawn_empty_frame(OpusEncContext *s)
 926 {
 927     int i;
 928     AVFrame *f = av_frame_alloc();
 929     if (!f)
 930         return NULL;
 931     f->format         = s->avctx->sample_fmt;
 932     f->nb_samples     = s->avctx->frame_size;
 933     f->channel_layout = s->avctx->channel_layout;
 934     if (av_frame_get_buffer(f, 4)) {
 935         av_frame_free(&f);
 936         return NULL;
 937     }
 938     for (i = 0; i < s->channels; i++) {
 939         size_t bps = av_get_bytes_per_sample(f->format);
 940         memset(f->extended_data[i], 0, bps*f->nb_samples);
 941     }
 942     return f;
 943 }
 944
 945 static int opus_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 946                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 947 {
 948     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
 949     int i, ret, frame_size, need_more, alloc_size = 0;
 950
 951     if (frame) { /* Add new frame to queue */
 952         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 953             return ret;
 954         ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, av_frame_clone(frame));
 955     } else {
 956         if (!s->afq.remaining_samples)
 957             return 0; /* We've been flushed and there's nothing left to encode */
 958     }
 959
 960     /* Run the psychoacoustic system */
 961     ff_opus_psy_process(s, !frame, &need_more);
 962
 963     /* Get more samples for lookahead/encoding */
 964     if (need_more)
 965         return 0;
 966
 967     frame_size = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize);
 968
 969     if (!frame) {
 970         /* This can go negative, that's not a problem, we only pad if positive */
 971         int pad_empty = s->pkt_frames*(frame_size/s->avctx->frame_size) - s->bufqueue.available + 1;
 972         /* Pad with empty 2.5 ms frames to whatever framesize was decided,
 973          * this should only happen at the very last flush frame. The frames
 974          * allocated here will be freed (because they have no other references)
 975          * after they get used by celt_frame_setup_input() */
 976         for (i = 0; i < pad_empty; i++) {
 977             AVFrame *empty = spawn_empty_frame(s);
 978             if (!empty)
 979                 return AVERROR(ENOMEM);
 980             ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, empty);
 981         }
 982     }
 983
 984     for (i = 0; i < s->pkt_frames; i++) {
 985         ff_opus_rc_enc_init(&s->rc[i]);
 986         ff_opus_psy_celt_frame_setup(s, &s->frame[i], i);
 987         celt_encode_frame(s, &s->rc[i], &s->frame[i]);
 988         alloc_size += s->frame[i].framebits >> 3;
 989     }
 990
 991     /* Worst case toc + the frame lengths if needed */
 992     alloc_size += 2 + s->pkt_frames*2;
 993
 994     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, alloc_size, 0)) < 0)
 995         return ret;
 996
 997     /* Assemble packet */
 998     opus_packet_assembler(s, avpkt);
 999
1000     /* Remove samples from queue and skip if needed */
1001     ff_af_queue_remove(&s->afq, s->pkt_frames*frame_size, &avpkt->pts, &avpkt->duration);
1002     if (s->pkt_frames*frame_size > avpkt->duration) {
1003         uint8_t *side = av_packet_new_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_SKIP_SAMPLES, 10);
1004         if (!side)
1005             return AVERROR(ENOMEM);
1006         AV_WL32(&side[4], s->pkt_frames*frame_size - avpkt->duration + 120);
1007     }
1008
1009     *got_packet_ptr = 1;
1010
1011     return 0;
1012 }
1013
1014 static av_cold int opus_encode_end(AVCodecContext *avctx)
1015 {
1016     int i;
1017     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
1018
1019     for (i = 0; i < CELT_BLOCK_NB; i++)
1020         ff_mdct15_uninit(&s->mdct[i]);
1021
1022     ff_celt_pvq_uninit(&s->pvq);
1023     av_freep(&s->dsp);
1024     av_freep(&s->frame);
1025     av_freep(&s->rc);
1026     ff_af_queue_close(&s->afq);
1027     ff_bufqueue_discard_all(&s->bufqueue);
1028     av_freep(&avctx->extradata);
1029
1030     return 0;
1031 }
1032
1033 static av_cold int opus_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1034 {
1035     int i, ch, ret;
1036     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
1037
1038     s->avctx = avctx;
1039     s->channels = avctx->channels;
1040
1041     /* Opus allows us to change the framesize on each packet (and each packet may
1042      * have multiple frames in it) but we can't change the codec's frame size on
1043      * runtime, so fix it to the lowest possible number of samples and use a queue
1044      * to accumulate AVFrames until we have enough to encode whatever the encoder
1045      * decides is the best */
1046     avctx->frame_size = 120;
1047     /* Initial padding will change if SILK is ever supported */
1048     avctx->initial_padding = 120;
1049
1050     if (!avctx->bit_rate) {
1051         int coupled = ff_opus_default_coupled_streams[s->channels - 1];
1052         avctx->bit_rate = coupled*(96000) + (s->channels - coupled*2)*(48000);
1053     } else if (avctx->bit_rate < 6000 || avctx->bit_rate > 255000 * s->channels) {
1054         int64_t clipped_rate = av_clip(avctx->bit_rate, 6000, 255000 * s->channels);
1055         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported bitrate %"PRId64" kbps, clipping to %"PRId64" kbps\n",
1056                avctx->bit_rate/1000, clipped_rate/1000);
1057         avctx->bit_rate = clipped_rate;
1058     }
1059
1060     /* Frame structs and range coder buffers */
1061     s->frame = av_malloc(OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET*sizeof(CeltFrame));
1062     if (!s->frame)
1063         return AVERROR(ENOMEM);
1064     s->rc = av_malloc(OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET*sizeof(OpusRangeCoder));
1065     if (!s->rc)
1066         return AVERROR(ENOMEM);
1067
1068     /* Extradata */
1069     avctx->extradata_size = 19;
1070     avctx->extradata = av_malloc(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1071     if (!avctx->extradata)
1072         return AVERROR(ENOMEM);
1073     opus_write_extradata(avctx);
1074
1075     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
1076
1077     if ((ret = ff_celt_pvq_init(&s->pvq)) < 0)
1078         return ret;
1079
1080     if (!(s->dsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT)))
1081         return AVERROR(ENOMEM);
1082
1083     /* I have no idea why a base scaling factor of 68 works, could be the twiddles */
1084     for (i = 0; i < CELT_BLOCK_NB; i++)
1085         if ((ret = ff_mdct15_init(&s->mdct[i], 0, i + 3, 68 << (CELT_BLOCK_NB - 1 - i))))
1086             return AVERROR(ENOMEM);
1087
1088     for (i = 0; i < OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET; i++) {
1089         s->frame[i].block[0].emph_coeff = s->frame[i].block[1].emph_coeff = 0.0f;
1090         s->frame[i].seed = 0;
1091     }
1092
1093     /* Zero out previous energy (matters for inter first frame) */
1094     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1095         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
1096             s->last_quantized_energy[ch][i] = 0.0f;
1097
1098     /* Allocate an empty frame to use as overlap for the first frame of audio */
1099     ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, spawn_empty_frame(s));
1100     if (!ff_bufqueue_peek(&s->bufqueue, 0))
1101         return AVERROR(ENOMEM);
1102
1103     return 0;
1104 }
1105
1106 #define OPUSENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1107 static const AVOption opusenc_options[] = {
1108     { "opus_delay", "Maximum delay (and lookahead) in milliseconds", offsetof(OpusEncContext, options.max_delay_ms), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = OPUS_MAX_LOOKAHEAD }, 2.5f, OPUS_MAX_LOOKAHEAD, OPUSENC_FLAGS },
1109     { NULL },
1110 };
1111
1112 static const AVClass opusenc_class = {
1113     .class_name = "Opus encoder",
1114     .item_name  = av_default_item_name,
1115     .option     = opusenc_options,
1116     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1117 };
1118
1119 static const AVCodecDefault opusenc_defaults[] = {
1120     { "b", "0" },
1121     { "compression_level", "10" },
1122     { NULL },
1123 };
1124
1125 AVCodec ff_opus_encoder = {
1126     .name           = "opus",
1127     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Opus"),
1128     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1129     .id             = AV_CODEC_ID_OPUS,
1130     .defaults       = opusenc_defaults,
1131     .priv_class     = &opusenc_class,
1132     .priv_data_size = sizeof(OpusEncContext),
1133     .init           = opus_encode_init,
1134     .encode2        = opus_encode_frame,
1135     .close          = opus_encode_end,
1136     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1137     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL | AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1138     .supported_samplerates = (const int []){ 48000, 0 },
1139     .channel_layouts = (const uint64_t []){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
1140                                             AV_CH_LAYOUT_STEREO, 0 },
1141     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1142                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1143 };