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 i, t, ch;
 211     float *win = s->scratch;
 212
 213     /* I think I can use s->dsp->vector_fmul_window for transients at least */
 214     if (f->transient) {
 215         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 216             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 217             float *src1 = b->overlap;
 218             for (t = 0; t < f->blocks; t++) {
 219                 float *src2 = &b->samples[CELT_OVERLAP*t];
 220                 for (i = 0; i < CELT_OVERLAP; i++) {
 221                     win[               i] = src1[i]*ff_celt_window[i];
 222                     win[CELT_OVERLAP + i] = src2[i]*ff_celt_window[CELT_OVERLAP - i - 1];
 223                 }
 224                 src1 = src2;
 225                 s->mdct[0]->mdct(s->mdct[0], b->coeffs + t, win, f->blocks);
 226             }
 227         }
 228     } else {
 229         int blk_len = OPUS_BLOCK_SIZE(f->size), wlen = OPUS_BLOCK_SIZE(f->size + 1);
 230         int rwin = blk_len - CELT_OVERLAP, lap_dst = (wlen - blk_len - CELT_OVERLAP) >> 1;
 231         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 232             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 233
 234             memset(win, 0, wlen*sizeof(float));
 235
 236             memcpy(&win[lap_dst + CELT_OVERLAP], b->samples, rwin*sizeof(float));
 237
 238             /* Alignment fucks me over */
 239             //s->dsp->vector_fmul(&dst[lap_dst], b->overlap, ff_celt_window, CELT_OVERLAP);
 240             //s->dsp->vector_fmul_reverse(&dst[lap_dst + blk_len - CELT_OVERLAP], b->samples, ff_celt_window, CELT_OVERLAP);
 241
 242             for (i = 0; i < CELT_OVERLAP; i++) {
 243                 win[lap_dst           + i] = b->overlap[i]       *ff_celt_window[i];
 244                 win[lap_dst + blk_len + i] = b->samples[rwin + i]*ff_celt_window[CELT_OVERLAP - i - 1];
 245             }
 246
 247             s->mdct[f->size]->mdct(s->mdct[f->size], b->coeffs, win, 1);
 248         }
 249     }
 250 }
 251
 252 /* Fills the bands and normalizes them */
 253 static void celt_frame_map_norm_bands(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 254 {
 255     int i, j, ch;
 256
 257     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 258         CeltBlock *block = &f->block[ch];
 259         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++) {
 260             float ener = 0.0f;
 261             int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 262             int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 263             float *coeffs   = &block->coeffs[band_offset];
 264
 265             for (j = 0; j < band_size; j++)
 266                 ener += coeffs[j]*coeffs[j];
 267
 268             block->lin_energy[i] = sqrtf(ener) + FLT_EPSILON;
 269             ener = 1.0f/block->lin_energy[i];
 270
 271             for (j = 0; j < band_size; j++)
 272                 coeffs[j] *= ener;
 273
 274             block->energy[i] = log2f(block->lin_energy[i]) - ff_celt_mean_energy[i];
 275
 276             /* CELT_ENERGY_SILENCE is what the decoder uses and its not -infinity */
 277             block->energy[i] = FFMAX(block->energy[i], CELT_ENERGY_SILENCE);
 278         }
 279     }
 280 }
 281
 282 static void celt_enc_tf(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 283 {
 284     int i, tf_select = 0, diff = 0, tf_changed = 0, tf_select_needed;
 285     int bits = f->transient ? 2 : 4;
 286
 287     tf_select_needed = ((f->size && (opus_rc_tell(rc) + bits + 1) <= f->framebits));
 288
 289     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 290         if ((opus_rc_tell(rc) + bits + tf_select_needed) <= f->framebits) {
 291             const int tbit = (diff ^ 1) == f->tf_change[i];
 292             ff_opus_rc_enc_log(rc, tbit, bits);
 293             diff ^= tbit;
 294             tf_changed |= diff;
 295         }
 296         bits = f->transient ? 4 : 5;
 297     }
 298
 299     if (tf_select_needed && ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][0][tf_changed] !=
 300                             ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][1][tf_changed]) {
 301         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->tf_select, 1);
 302         tf_select = f->tf_select;
 303     }
 304
 305     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++)
 306         f->tf_change[i] = ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][tf_select][f->tf_change[i]];
 307 }
 308
 309 static void ff_celt_enc_bitalloc(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 310 {
 311     int i, j, low, high, total, done, bandbits, remaining, tbits_8ths;
 312     int skip_startband      = f->start_band;
 313     int skip_bit            = 0;
 314     int intensitystereo_bit = 0;
 315     int dualstereo_bit      = 0;
 316     int dynalloc            = 6;
 317     int extrabits           = 0;
 318
 319     int *cap = f->caps;
 320     int boost[CELT_MAX_BANDS];
 321     int trim_offset[CELT_MAX_BANDS];
 322     int threshold[CELT_MAX_BANDS];
 323     int bits1[CELT_MAX_BANDS];
 324     int bits2[CELT_MAX_BANDS];
 325
 326     /* Tell the spread to the decoder */
 327     if (opus_rc_tell(rc) + 4 <= f->framebits)
 328         ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->spread, ff_celt_model_spread);
 329
 330     /* Generate static allocation caps */
 331     for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++) {
 332         cap[i] = (ff_celt_static_caps[f->size][f->channels - 1][i] + 64)
 333                  * ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 334     }
 335
 336     /* Band boosts */
 337     tbits_8ths = f->framebits << 3;
 338     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 339         int quanta, b_dynalloc, boost_amount = f->alloc_boost[i];
 340
 341         boost[i] = 0;
 342
 343         quanta = ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size;
 344         quanta = FFMIN(quanta << 3, FFMAX(6 << 3, quanta));
 345         b_dynalloc = dynalloc;
 346
 347         while (opus_rc_tell_frac(rc) + (b_dynalloc << 3) < tbits_8ths && boost[i] < cap[i]) {
 348             int is_boost = boost_amount--;
 349
 350             ff_opus_rc_enc_log(rc, is_boost, b_dynalloc);
 351             if (!is_boost)
 352                 break;
 353
 354             boost[i]   += quanta;
 355             tbits_8ths -= quanta;
 356
 357             b_dynalloc = 1;
 358         }
 359
 360         if (boost[i])
 361             dynalloc = FFMAX(2, dynalloc - 1);
 362     }
 363
 364     /* Put allocation trim */
 365     if (opus_rc_tell_frac(rc) + (6 << 3) <= tbits_8ths)
 366         ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->alloc_trim, ff_celt_model_alloc_trim);
 367
 368     /* Anti-collapse bit reservation */
 369     tbits_8ths = (f->framebits << 3) - opus_rc_tell_frac(rc) - 1;
 370     f->anticollapse_needed = 0;
 371     if (f->transient && f->size >= 2 && tbits_8ths >= ((f->size + 2) << 3))
 372         f->anticollapse_needed = 1 << 3;
 373     tbits_8ths -= f->anticollapse_needed;
 374
 375     /* Band skip bit reservation */
 376     if (tbits_8ths >= 1 << 3)
 377         skip_bit = 1 << 3;
 378     tbits_8ths -= skip_bit;
 379
 380     /* Intensity/dual stereo bit reservation */
 381     if (f->channels == 2) {
 382         intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[f->end_band - f->start_band];
 383         if (intensitystereo_bit <= tbits_8ths) {
 384             tbits_8ths -= intensitystereo_bit;
 385             if (tbits_8ths >= 1 << 3) {
 386                 dualstereo_bit = 1 << 3;
 387                 tbits_8ths -= 1 << 3;
 388             }
 389         } else {
 390             intensitystereo_bit = 0;
 391         }
 392     }
 393
 394     /* Trim offsets */
 395     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 396         int trim     = f->alloc_trim - 5 - f->size;
 397         int band     = ff_celt_freq_range[i] * (f->end_band - i - 1);
 398         int duration = f->size + 3;
 399         int scale    = duration + f->channels - 1;
 400
 401         /* PVQ minimum allocation threshold, below this value the band is
 402          * skipped */
 403         threshold[i] = FFMAX(3 * ff_celt_freq_range[i] << duration >> 4,
 404                              f->channels << 3);
 405
 406         trim_offset[i] = trim * (band << scale) >> 6;
 407
 408         if (ff_celt_freq_range[i] << f->size == 1)
 409             trim_offset[i] -= f->channels << 3;
 410     }
 411
 412     /* Bisection */
 413     low  = 1;
 414     high = CELT_VECTORS - 1;
 415     while (low <= high) {
 416         int center = (low + high) >> 1;
 417         done = total = 0;
 418
 419         for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 420             bandbits = ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[center][i]
 421                        << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 422
 423             if (bandbits)
 424                 bandbits = FFMAX(0, bandbits + trim_offset[i]);
 425             bandbits += boost[i];
 426
 427             if (bandbits >= threshold[i] || done) {
 428                 done = 1;
 429                 total += FFMIN(bandbits, cap[i]);
 430             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 431                 total += f->channels << 3;
 432         }
 433
 434         if (total > tbits_8ths)
 435             high = center - 1;
 436         else
 437             low = center + 1;
 438     }
 439     high = low--;
 440
 441     /* Bisection */
 442     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 443         bits1[i] = ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[low][i]
 444                    << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 445         bits2[i] = high >= CELT_VECTORS ? cap[i] :
 446                    ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[high][i]
 447                    << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 448
 449         if (bits1[i])
 450             bits1[i] = FFMAX(0, bits1[i] + trim_offset[i]);
 451         if (bits2[i])
 452             bits2[i] = FFMAX(0, bits2[i] + trim_offset[i]);
 453         if (low)
 454             bits1[i] += boost[i];
 455         bits2[i] += boost[i];
 456
 457         if (boost[i])
 458             skip_startband = i;
 459         bits2[i] = FFMAX(0, bits2[i] - bits1[i]);
 460     }
 461
 462     /* Bisection */
 463     low  = 0;
 464     high = 1 << CELT_ALLOC_STEPS;
 465     for (i = 0; i < CELT_ALLOC_STEPS; i++) {
 466         int center = (low + high) >> 1;
 467         done = total = 0;
 468
 469         for (j = f->end_band - 1; j >= f->start_band; j--) {
 470             bandbits = bits1[j] + (center * bits2[j] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 471
 472             if (bandbits >= threshold[j] || done) {
 473                 done = 1;
 474                 total += FFMIN(bandbits, cap[j]);
 475             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 476                 total += f->channels << 3;
 477         }
 478         if (total > tbits_8ths)
 479             high = center;
 480         else
 481             low = center;
 482     }
 483
 484     /* Bisection */
 485     done = total = 0;
 486     for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 487         bandbits = bits1[i] + (low * bits2[i] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 488
 489         if (bandbits >= threshold[i] || done)
 490             done = 1;
 491         else
 492             bandbits = (bandbits >= f->channels << 3) ?
 493                        f->channels << 3 : 0;
 494
 495         bandbits     = FFMIN(bandbits, cap[i]);
 496         f->pulses[i] = bandbits;
 497         total      += bandbits;
 498     }
 499
 500     /* Band skipping */
 501     for (f->coded_bands = f->end_band; ; f->coded_bands--) {
 502         int allocation;
 503         j = f->coded_bands - 1;
 504
 505         if (j == skip_startband) {
 506             /* all remaining bands are not skipped */
 507             tbits_8ths += skip_bit;
 508             break;
 509         }
 510
 511         /* determine the number of bits available for coding "do not skip" markers */
 512         remaining   = tbits_8ths - total;
 513         bandbits    = remaining / (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 514         remaining  -= bandbits  * (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 515         allocation  = f->pulses[j] + bandbits * ff_celt_freq_range[j]
 516                       + FFMAX(0, remaining - (ff_celt_freq_bands[j] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]));
 517
 518         /* a "do not skip" marker is only coded if the allocation is
 519            above the chosen threshold */
 520         if (allocation >= FFMAX(threshold[j], (f->channels + 1) << 3)) {
 521             const int do_not_skip = f->coded_bands <= f->skip_band_floor;
 522             ff_opus_rc_enc_log(rc, do_not_skip, 1);
 523             if (do_not_skip)
 524                 break;
 525
 526             total      += 1 << 3;
 527             allocation -= 1 << 3;
 528         }
 529
 530         /* the band is skipped, so reclaim its bits */
 531         total -= f->pulses[j];
 532         if (intensitystereo_bit) {
 533             total -= intensitystereo_bit;
 534             intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[j - f->start_band];
 535             total += intensitystereo_bit;
 536         }
 537
 538         total += f->pulses[j] = (allocation >= f->channels << 3) ? f->channels << 3 : 0;
 539     }
 540
 541     /* Encode stereo flags */
 542     if (intensitystereo_bit) {
 543         f->intensity_stereo = FFMIN(f->intensity_stereo, f->coded_bands);
 544         ff_opus_rc_enc_uint(rc, f->intensity_stereo, f->coded_bands + 1 - f->start_band);
 545     }
 546     if (f->intensity_stereo <= f->start_band)
 547         tbits_8ths += dualstereo_bit; /* no intensity stereo means no dual stereo */
 548     else if (dualstereo_bit)
 549         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->dual_stereo, 1);
 550
 551     /* Supply the remaining bits in this frame to lower bands */
 552     remaining = tbits_8ths - total;
 553     bandbits  = remaining / (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 554     remaining -= bandbits * (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 555     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 556         int bits = FFMIN(remaining, ff_celt_freq_range[i]);
 557
 558         f->pulses[i] += bits + bandbits * ff_celt_freq_range[i];
 559         remaining    -= bits;
 560     }
 561
 562     /* Finally determine the allocation */
 563     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 564         int N = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 565         int prev_extra = extrabits;
 566         f->pulses[i] += extrabits;
 567
 568         if (N > 1) {
 569             int dof;        // degrees of freedom
 570             int temp;       // dof * channels * log(dof)
 571             int offset;     // fine energy quantization offset, i.e.
 572                             // extra bits assigned over the standard
 573                             // totalbits/dof
 574             int fine_bits, max_bits;
 575
 576             extrabits = FFMAX(0, f->pulses[i] - cap[i]);
 577             f->pulses[i] -= extrabits;
 578
 579             /* intensity stereo makes use of an extra degree of freedom */
 580             dof = N * f->channels + (f->channels == 2 && N > 2 && !f->dual_stereo && i < f->intensity_stereo);
 581             temp = dof * (ff_celt_log_freq_range[i] + (f->size << 3));
 582             offset = (temp >> 1) - dof * CELT_FINE_OFFSET;
 583             if (N == 2) /* dof=2 is the only case that doesn't fit the model */
 584                 offset += dof << 1;
 585
 586             /* grant an additional bias for the first and second pulses */
 587             if (f->pulses[i] + offset < 2 * (dof << 3))
 588                 offset += temp >> 2;
 589             else if (f->pulses[i] + offset < 3 * (dof << 3))
 590                 offset += temp >> 3;
 591
 592             fine_bits = (f->pulses[i] + offset + (dof << 2)) / (dof << 3);
 593             max_bits  = FFMIN((f->pulses[i] >> 3) >> (f->channels - 1), CELT_MAX_FINE_BITS);
 594
 595             max_bits  = FFMAX(max_bits, 0);
 596
 597             f->fine_bits[i] = av_clip(fine_bits, 0, max_bits);
 598
 599             /* if fine_bits was rounded down or capped,
 600                give priority for the final fine energy pass */
 601             f->fine_priority[i] = (f->fine_bits[i] * (dof << 3) >= f->pulses[i] + offset);
 602
 603             /* the remaining bits are assigned to PVQ */
 604             f->pulses[i] -= f->fine_bits[i] << (f->channels - 1) << 3;
 605         } else {
 606             /* all bits go to fine energy except for the sign bit */
 607             extrabits = FFMAX(0, f->pulses[i] - (f->channels << 3));
 608             f->pulses[i] -= extrabits;
 609             f->fine_bits[i] = 0;
 610             f->fine_priority[i] = 1;
 611         }
 612
 613         /* hand back a limited number of extra fine energy bits to this band */
 614         if (extrabits > 0) {
 615             int fineextra = FFMIN(extrabits >> (f->channels + 2),
 616                                   CELT_MAX_FINE_BITS - f->fine_bits[i]);
 617             f->fine_bits[i] += fineextra;
 618
 619             fineextra <<= f->channels + 2;
 620             f->fine_priority[i] = (fineextra >= extrabits - prev_extra);
 621             extrabits -= fineextra;
 622         }
 623     }
 624     f->remaining = extrabits;
 625
 626     /* skipped bands dedicate all of their bits for fine energy */
 627     for (; i < f->end_band; i++) {
 628         f->fine_bits[i]     = f->pulses[i] >> (f->channels - 1) >> 3;
 629         f->pulses[i]        = 0;
 630         f->fine_priority[i] = f->fine_bits[i] < 1;
 631     }
 632 }
 633
 634 static void exp_quant_coarse(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f,
 635                              float last_energy[][CELT_MAX_BANDS], int intra)
 636 {
 637     int i, ch;
 638     float alpha, beta, prev[2] = { 0, 0 };
 639     const uint8_t *pmod = ff_celt_coarse_energy_dist[f->size][intra];
 640
 641     /* Inter is really just differential coding */
 642     if (opus_rc_tell(rc) + 3 <= f->framebits)
 643         ff_opus_rc_enc_log(rc, intra, 3);
 644     else
 645         intra = 0;
 646
 647     if (intra) {
 648         alpha = 0.0f;
 649         beta  = 1.0f - 4915.0f/32768.0f;
 650     } else {
 651         alpha = ff_celt_alpha_coef[f->size];
 652         beta  = 1.0f - ff_celt_beta_coef[f->size];
 653     }
 654
 655     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 656         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 657             CeltBlock *block = &f->block[ch];
 658             const int left = f->framebits - opus_rc_tell(rc);
 659             const float last = FFMAX(-9.0f, last_energy[ch][i]);
 660             float diff = block->energy[i] - prev[ch] - last*alpha;
 661             int q_en = lrintf(diff);
 662             if (left >= 15) {
 663                 ff_opus_rc_enc_laplace(rc, &q_en, pmod[i << 1] << 7, pmod[(i << 1) + 1] << 6);
 664             } else if (left >= 2) {
 665                 q_en = av_clip(q_en, -1, 1);
 666                 ff_opus_rc_enc_cdf(rc, 2*q_en + 3*(q_en < 0), ff_celt_model_energy_small);
 667             } else if (left >= 1) {
 668                 q_en = av_clip(q_en, -1, 0);
 669                 ff_opus_rc_enc_log(rc, (q_en & 1), 1);
 670             } else q_en = -1;
 671
 672             block->error_energy[i] = q_en - diff;
 673             prev[ch] += beta * q_en;
 674         }
 675     }
 676 }
 677
 678 static void celt_quant_coarse(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f,
 679                               float last_energy[][CELT_MAX_BANDS])
 680 {
 681     uint32_t inter, intra;
 682     OPUS_RC_CHECKPOINT_SPAWN(rc);
 683
 684     exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 1);
 685     intra = OPUS_RC_CHECKPOINT_BITS(rc);
 686
 687     OPUS_RC_CHECKPOINT_ROLLBACK(rc);
 688
 689     exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 0);
 690     inter = OPUS_RC_CHECKPOINT_BITS(rc);
 691
 692     if (inter > intra) { /* Unlikely */
 693         OPUS_RC_CHECKPOINT_ROLLBACK(rc);
 694         exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 1);
 695     }
 696 }
 697
 698 static void celt_quant_fine(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 699 {
 700     int i, ch;
 701     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 702         if (!f->fine_bits[i])
 703             continue;
 704         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 705             CeltBlock *block = &f->block[ch];
 706             int quant, lim = (1 << f->fine_bits[i]);
 707             float offset, diff = 0.5f - block->error_energy[i];
 708             quant = av_clip(floor(diff*lim), 0, lim - 1);
 709             ff_opus_rc_put_raw(rc, quant, f->fine_bits[i]);
 710             offset = 0.5f - ((quant + 0.5f) * (1 << (14 - f->fine_bits[i])) / 16384.0f);
 711             block->error_energy[i] -= offset;
 712         }
 713     }
 714 }
 715
 716 static void celt_quant_final(OpusEncContext *s, OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 717 {
 718     int i, ch, priority;
 719     for (priority = 0; priority < 2; priority++) {
 720         for (i = f->start_band; i < f->end_band && (f->framebits - opus_rc_tell(rc)) >= f->channels; i++) {
 721             if (f->fine_priority[i] != priority || f->fine_bits[i] >= CELT_MAX_FINE_BITS)
 722                 continue;
 723             for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 724                 CeltBlock *block = &f->block[ch];
 725                 const float err = block->error_energy[i];
 726                 const float offset = 0.5f * (1 << (14 - f->fine_bits[i] - 1)) / 16384.0f;
 727                 const int sign = FFABS(err + offset) < FFABS(err - offset);
 728                 ff_opus_rc_put_raw(rc, sign, 1);
 729                 block->error_energy[i] -= offset*(1 - 2*sign);
 730             }
 731         }
 732     }
 733 }
 734
 735 static void celt_quant_bands(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 736 {
 737     float lowband_scratch[8 * 22];
 738     float norm[2 * 8 * 100];
 739
 740     int totalbits = (f->framebits << 3) - f->anticollapse_needed;
 741
 742     int update_lowband = 1;
 743     int lowband_offset = 0;
 744
 745     int i, j;
 746
 747     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 748         uint32_t cm[2] = { (1 << f->blocks) - 1, (1 << f->blocks) - 1 };
 749         int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 750         int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 751         float *X = f->block[0].coeffs + band_offset;
 752         float *Y = (f->channels == 2) ? f->block[1].coeffs + band_offset : NULL;
 753
 754         int consumed = opus_rc_tell_frac(rc);
 755         float *norm2 = norm + 8 * 100;
 756         int effective_lowband = -1;
 757         int b = 0;
 758
 759         /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
 760         if (i != f->start_band)
 761             f->remaining -= consumed;
 762         f->remaining2 = totalbits - consumed - 1;
 763         if (i <= f->coded_bands - 1) {
 764             int curr_balance = f->remaining / FFMIN(3, f->coded_bands-i);
 765             b = av_clip_uintp2(FFMIN(f->remaining2 + 1, f->pulses[i] + curr_balance), 14);
 766         }
 767
 768         if (ff_celt_freq_bands[i] - ff_celt_freq_range[i] >= ff_celt_freq_bands[f->start_band] &&
 769             (update_lowband || lowband_offset == 0))
 770             lowband_offset = i;
 771
 772         /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
 773         going to be folding from. */
 774         if (lowband_offset != 0 && (f->spread != CELT_SPREAD_AGGRESSIVE ||
 775                                     f->blocks > 1 || f->tf_change[i] < 0)) {
 776             int foldstart, foldend;
 777
 778             /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
 779             effective_lowband = FFMAX(ff_celt_freq_bands[f->start_band],
 780                                       ff_celt_freq_bands[lowband_offset] - ff_celt_freq_range[i]);
 781             foldstart = lowband_offset;
 782             while (ff_celt_freq_bands[--foldstart] > effective_lowband);
 783             foldend = lowband_offset - 1;
 784             while (ff_celt_freq_bands[++foldend] < effective_lowband + ff_celt_freq_range[i]);
 785
 786             cm[0] = cm[1] = 0;
 787             for (j = foldstart; j < foldend; j++) {
 788                 cm[0] |= f->block[0].collapse_masks[j];
 789                 cm[1] |= f->block[f->channels - 1].collapse_masks[j];
 790             }
 791         }
 792
 793         if (f->dual_stereo && i == f->intensity_stereo) {
 794             /* Switch off dual stereo to do intensity */
 795             f->dual_stereo = 0;
 796             for (j = ff_celt_freq_bands[f->start_band] << f->size; j < band_offset; j++)
 797                 norm[j] = (norm[j] + norm2[j]) / 2;
 798         }
 799
 800         if (f->dual_stereo) {
 801             cm[0] = f->pvq->encode_band(f->pvq, f, rc, i, X, NULL, band_size, b / 2, f->blocks,
 802                                         effective_lowband != -1 ? norm + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 803                                         norm + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[0]);
 804
 805             cm[1] = f->pvq->encode_band(f->pvq, f, rc, i, Y, NULL, band_size, b / 2, f->blocks,
 806                                         effective_lowband != -1 ? norm2 + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 807                                         norm2 + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[1]);
 808         } else {
 809             cm[0] = f->pvq->encode_band(f->pvq, f, rc, i, X, Y, band_size, b, f->blocks,
 810                                         effective_lowband != -1 ? norm + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 811                                         norm + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[0] | cm[1]);
 812             cm[1] = cm[0];
 813         }
 814
 815         f->block[0].collapse_masks[i]               = (uint8_t)cm[0];
 816         f->block[f->channels - 1].collapse_masks[i] = (uint8_t)cm[1];
 817         f->remaining += f->pulses[i] + consumed;
 818
 819         /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
 820         update_lowband = (b > band_size << 3);
 821     }
 822 }
 823
 824 static void celt_encode_frame(OpusEncContext *s, OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 825 {
 826     int i, ch;
 827
 828     celt_frame_setup_input(s, f);
 829     celt_apply_preemph_filter(s, f);
 830     if (f->pfilter) {
 831         /* Not implemented */
 832     }
 833     celt_frame_mdct(s, f);
 834     celt_frame_map_norm_bands(s, f);
 835
 836     ff_opus_rc_enc_log(rc, f->silence, 15);
 837
 838     if (!f->start_band && opus_rc_tell(rc) + 16 <= f->framebits)
 839         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->pfilter, 1);
 840
 841     if (f->pfilter) {
 842         /* Not implemented */
 843     }
 844
 845     if (f->size && opus_rc_tell(rc) + 3 <= f->framebits)
 846         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->transient, 3);
 847
 848     celt_quant_coarse(rc, f, s->last_quantized_energy);
 849     celt_enc_tf      (rc, f);
 850     ff_celt_enc_bitalloc(rc, f);
 851     celt_quant_fine  (rc, f);
 852     celt_quant_bands (rc, f);
 853
 854     if (f->anticollapse_needed)
 855         ff_opus_rc_put_raw(rc, f->anticollapse, 1);
 856
 857     celt_quant_final(s, rc, f);
 858
 859     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 860         CeltBlock *block = &f->block[ch];
 861         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
 862             s->last_quantized_energy[ch][i] = block->energy[i] + block->error_energy[i];
 863     }
 864 }
 865
 866 static void ff_opus_psy_process(OpusEncContext *s, int end, int *need_more)
 867 {
 868     int max_delay_samples = (s->options.max_delay_ms*s->avctx->sample_rate)/1000;
 869     int max_bsize = FFMIN(OPUS_SAMPLES_TO_BLOCK_SIZE(max_delay_samples), CELT_BLOCK_960);
 870
 871     s->pkt_frames = 1;
 872     s->pkt_framesize = max_bsize;
 873     s->mode = OPUS_MODE_CELT;
 874     s->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
 875
 876     *need_more = s->bufqueue.available*s->avctx->frame_size < (max_delay_samples + CELT_OVERLAP);
 877     /* Don't request more if we start being flushed with NULL frames */
 878     *need_more = !end && *need_more;
 879 }
 880
 881 static void ff_opus_psy_celt_frame_setup(OpusEncContext *s, CeltFrame *f, int index)
 882 {
 883     int frame_size = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize);
 884
 885     f->avctx = s->avctx;
 886     f->dsp = s->dsp;
 887     f->pvq = s->pvq;
 888     f->start_band = (s->mode == OPUS_MODE_HYBRID) ? 17 : 0;
 889     f->end_band = ff_celt_band_end[s->bandwidth];
 890     f->channels = s->channels;
 891     f->size = s->pkt_framesize;
 892
 893     /* Decisions */
 894     f->silence = 0;
 895     f->pfilter = 0;
 896     f->transient = 0;
 897     f->tf_select = 0;
 898     f->anticollapse = 0;
 899     f->alloc_trim = 5;
 900     f->skip_band_floor = f->end_band;
 901     f->intensity_stereo = f->end_band;
 902     f->dual_stereo = 0;
 903     f->spread = CELT_SPREAD_NORMAL;
 904     memset(f->tf_change, 0, sizeof(int)*CELT_MAX_BANDS);
 905     memset(f->alloc_boost, 0, sizeof(int)*CELT_MAX_BANDS);
 906
 907     f->blocks = f->transient ? frame_size/CELT_OVERLAP : 1;
 908     f->framebits = FFALIGN(lrintf((double)s->avctx->bit_rate/(s->avctx->sample_rate/frame_size)), 8);
 909 }
 910
 911 static void opus_packet_assembler(OpusEncContext *s, AVPacket *avpkt)
 912 {
 913     int i, offset, fsize_needed;
 914
 915     /* Write toc */
 916     opus_gen_toc(s, avpkt->data, &offset, &fsize_needed);
 917
 918     for (i = 0; i < s->pkt_frames; i++) {
 919         ff_opus_rc_enc_end(&s->rc[i], avpkt->data + offset, s->frame[i].framebits >> 3);
 920         offset += s->frame[i].framebits >> 3;
 921     }
 922
 923     avpkt->size = offset;
 924 }
 925
 926 /* Used as overlap for the first frame and padding for the last encoded packet */
 927 static AVFrame *spawn_empty_frame(OpusEncContext *s)
 928 {
 929     int i;
 930     AVFrame *f = av_frame_alloc();
 931     if (!f)
 932         return NULL;
 933     f->format         = s->avctx->sample_fmt;
 934     f->nb_samples     = s->avctx->frame_size;
 935     f->channel_layout = s->avctx->channel_layout;
 936     if (av_frame_get_buffer(f, 4)) {
 937         av_frame_free(&f);
 938         return NULL;
 939     }
 940     for (i = 0; i < s->channels; i++) {
 941         size_t bps = av_get_bytes_per_sample(f->format);
 942         memset(f->extended_data[i], 0, bps*f->nb_samples);
 943     }
 944     return f;
 945 }
 946
 947 static int opus_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 948                              const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 949 {
 950     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
 951     int i, ret, frame_size, need_more, alloc_size = 0;
 952
 953     if (frame) { /* Add new frame to queue */
 954         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 955             return ret;
 956         ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, av_frame_clone(frame));
 957     } else {
 958         if (!s->afq.remaining_samples)
 959             return 0; /* We've been flushed and there's nothing left to encode */
 960     }
 961
 962     /* Run the psychoacoustic system */
 963     ff_opus_psy_process(s, !frame, &need_more);
 964
 965     /* Get more samples for lookahead/encoding */
 966     if (need_more)
 967         return 0;
 968
 969     frame_size = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize);
 970
 971     if (!frame) {
 972         /* This can go negative, that's not a problem, we only pad if positive */
 973         int pad_empty = s->pkt_frames*(frame_size/s->avctx->frame_size) - s->bufqueue.available + 1;
 974         /* Pad with empty 2.5 ms frames to whatever framesize was decided,
 975          * this should only happen at the very last flush frame. The frames
 976          * allocated here will be freed (because they have no other references)
 977          * after they get used by celt_frame_setup_input() */
 978         for (i = 0; i < pad_empty; i++) {
 979             AVFrame *empty = spawn_empty_frame(s);
 980             if (!empty)
 981                 return AVERROR(ENOMEM);
 982             ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, empty);
 983         }
 984     }
 985
 986     for (i = 0; i < s->pkt_frames; i++) {
 987         ff_opus_rc_enc_init(&s->rc[i]);
 988         ff_opus_psy_celt_frame_setup(s, &s->frame[i], i);
 989         celt_encode_frame(s, &s->rc[i], &s->frame[i]);
 990         alloc_size += s->frame[i].framebits >> 3;
 991     }
 992
 993     /* Worst case toc + the frame lengths if needed */
 994     alloc_size += 2 + s->pkt_frames*2;
 995
 996     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, alloc_size, 0)) < 0)
 997         return ret;
 998
 999     /* Assemble packet */
1000     opus_packet_assembler(s, avpkt);
1001
1002     /* Remove samples from queue and skip if needed */
1003     ff_af_queue_remove(&s->afq, s->pkt_frames*frame_size, &avpkt->pts, &avpkt->duration);
1004     if (s->pkt_frames*frame_size > avpkt->duration) {
1005         uint8_t *side = av_packet_new_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_SKIP_SAMPLES, 10);
1006         if (!side)
1007             return AVERROR(ENOMEM);
1008         AV_WL32(&side[4], s->pkt_frames*frame_size - avpkt->duration + 120);
1009     }
1010
1011     *got_packet_ptr = 1;
1012
1013     return 0;
1014 }
1015
1016 static av_cold int opus_encode_end(AVCodecContext *avctx)
1017 {
1018     int i;
1019     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
1020
1021     for (i = 0; i < CELT_BLOCK_NB; i++)
1022         ff_mdct15_uninit(&s->mdct[i]);
1023
1024     ff_celt_pvq_uninit(&s->pvq);
1025     av_freep(&s->dsp);
1026     av_freep(&s->frame);
1027     av_freep(&s->rc);
1028     ff_af_queue_close(&s->afq);
1029     ff_bufqueue_discard_all(&s->bufqueue);
1030     av_freep(&avctx->extradata);
1031
1032     return 0;
1033 }
1034
1035 static av_cold int opus_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1036 {
1037     int i, ch, ret;
1038     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
1039
1040     s->avctx = avctx;
1041     s->channels = avctx->channels;
1042
1043     /* Opus allows us to change the framesize on each packet (and each packet may
1044      * have multiple frames in it) but we can't change the codec's frame size on
1045      * runtime, so fix it to the lowest possible number of samples and use a queue
1046      * to accumulate AVFrames until we have enough to encode whatever the encoder
1047      * decides is the best */
1048     avctx->frame_size = 120;
1049     /* Initial padding will change if SILK is ever supported */
1050     avctx->initial_padding = 120;
1051
1052     avctx->cutoff = !avctx->cutoff ? 20000 : avctx->cutoff;
1053
1054     if (!avctx->bit_rate) {
1055         int coupled = ff_opus_default_coupled_streams[s->channels - 1];
1056         avctx->bit_rate = coupled*(96000) + (s->channels - coupled*2)*(48000);
1057     } else if (avctx->bit_rate < 6000 || avctx->bit_rate > 255000 * s->channels) {
1058         int64_t clipped_rate = av_clip(avctx->bit_rate, 6000, 255000 * s->channels);
1059         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported bitrate %"PRId64" kbps, clipping to %"PRId64" kbps\n",
1060                avctx->bit_rate/1000, clipped_rate/1000);
1061         avctx->bit_rate = clipped_rate;
1062     }
1063
1064     /* Frame structs and range coder buffers */
1065     s->frame = av_malloc(OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET*sizeof(CeltFrame));
1066     if (!s->frame)
1067         return AVERROR(ENOMEM);
1068     s->rc = av_malloc(OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET*sizeof(OpusRangeCoder));
1069     if (!s->rc)
1070         return AVERROR(ENOMEM);
1071
1072     /* Extradata */
1073     avctx->extradata_size = 19;
1074     avctx->extradata = av_malloc(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1075     if (!avctx->extradata)
1076         return AVERROR(ENOMEM);
1077     opus_write_extradata(avctx);
1078
1079     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
1080
1081     if ((ret = ff_celt_pvq_init(&s->pvq)) < 0)
1082         return ret;
1083
1084     if (!(s->dsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT)))
1085         return AVERROR(ENOMEM);
1086
1087     /* I have no idea why a base scaling factor of 68 works, could be the twiddles */
1088     for (i = 0; i < CELT_BLOCK_NB; i++)
1089         if ((ret = ff_mdct15_init(&s->mdct[i], 0, i + 3, 68 << (CELT_BLOCK_NB - 1 - i))))
1090             return AVERROR(ENOMEM);
1091
1092     for (i = 0; i < OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET; i++) {
1093         s->frame[i].block[0].emph_coeff = s->frame[i].block[1].emph_coeff = 0.0f;
1094         s->frame[i].seed = 0;
1095     }
1096
1097     /* Zero out previous energy (matters for inter first frame) */
1098     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1099         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
1100             s->last_quantized_energy[ch][i] = 0.0f;
1101
1102     /* Allocate an empty frame to use as overlap for the first frame of audio */
1103     ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, spawn_empty_frame(s));
1104     if (!ff_bufqueue_peek(&s->bufqueue, 0))
1105         return AVERROR(ENOMEM);
1106
1107     return 0;
1108 }
1109
1110 #define OPUSENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1111 static const AVOption opusenc_options[] = {
1112     { "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 },
1113     { NULL },
1114 };
1115
1116 static const AVClass opusenc_class = {
1117     .class_name = "Opus encoder",
1118     .item_name  = av_default_item_name,
1119     .option     = opusenc_options,
1120     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1121 };
1122
1123 static const AVCodecDefault opusenc_defaults[] = {
1124     { "b", "0" },
1125     { "compression_level", "10" },
1126     { NULL },
1127 };
1128
1129 AVCodec ff_opus_encoder = {
1130     .name           = "opus",
1131     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Opus"),
1132     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1133     .id             = AV_CODEC_ID_OPUS,
1134     .defaults       = opusenc_defaults,
1135     .priv_class     = &opusenc_class,
1136     .priv_data_size = sizeof(OpusEncContext),
1137     .init           = opus_encode_init,
1138     .encode2        = opus_encode_frame,
1139     .close          = opus_encode_end,
1140     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1141     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL | AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1142     .supported_samplerates = (const int []){ 48000, 0 },
1143     .channel_layouts = (const uint64_t []){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
1144                                             AV_CH_LAYOUT_STEREO, 0 },
1145     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1146                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1147 };