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     struct FFBufQueue bufqueue;
  59
  60     enum OpusMode mode;
  61     enum OpusBandwidth bandwidth;
  62     int pkt_framesize;
  63     int pkt_frames;
  64
  65     int channels;
  66
  67     CeltFrame *frame;
  68     OpusRangeCoder *rc;
  69
  70     /* Actual energy the decoder will have */
  71     float last_quantized_energy[OPUS_MAX_CHANNELS][CELT_MAX_BANDS];
  72
  73     DECLARE_ALIGNED(32, float, scratch)[2048];
  74 } OpusEncContext;
  75
  76 static void opus_write_extradata(AVCodecContext *avctx)
  77 {
  78     uint8_t *bs = avctx->extradata;
  79
  80     bytestream_put_buffer(&bs, "OpusHead", 8);
  81     bytestream_put_byte  (&bs, 0x1);
  82     bytestream_put_byte  (&bs, avctx->channels);
  83     bytestream_put_le16  (&bs, avctx->initial_padding);
  84     bytestream_put_le32  (&bs, avctx->sample_rate);
  85     bytestream_put_le16  (&bs, 0x0);
  86     bytestream_put_byte  (&bs, 0x0); /* Default layout */
  87 }
  88
  89 static int opus_gen_toc(OpusEncContext *s, uint8_t *toc, int *size, int *fsize_needed)
  90 {
  91     int i, tmp = 0x0, extended_toc = 0;
  92     static const int toc_cfg[][OPUS_MODE_NB][OPUS_BANDWITH_NB] = {
  93         /*  Silk                    Hybrid                  Celt                    Layer     */
  94         /*  NB  MB  WB SWB  FB      NB  MB  WB SWB  FB      NB  MB  WB SWB  FB      Bandwidth */
  95         { {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, { 17,  0, 21, 25, 29 } }, /* 2.5 ms */
  96         { {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, { 18,  0, 22, 26, 30 } }, /*   5 ms */
  97         { {  1,  5,  9,  0,  0 }, {  0,  0,  0, 13, 15 }, { 19,  0, 23, 27, 31 } }, /*  10 ms */
  98         { {  2,  6, 10,  0,  0 }, {  0,  0,  0, 14, 16 }, { 20,  0, 24, 28, 32 } }, /*  20 ms */
  99         { {  3,  7, 11,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 } }, /*  40 ms */
 100         { {  4,  8, 12,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 }, {  0,  0,  0,  0,  0 } }, /*  60 ms */
 101     };
 102     int cfg = toc_cfg[s->pkt_framesize][s->mode][s->bandwidth];
 103     *fsize_needed = 0;
 104     if (!cfg)
 105         return 1;
 106     if (s->pkt_frames == 2) {                                          /* 2 packets */
 107         if (s->frame[0].framebits == s->frame[1].framebits) {          /* same size */
 108             tmp = 0x1;
 109         } else {                                                  /* different size */
 110             tmp = 0x2;
 111             *fsize_needed = 1;                     /* put frame sizes in the packet */
 112         }
 113     } else if (s->pkt_frames > 2) {
 114         tmp = 0x3;
 115         extended_toc = 1;
 116     }
 117     tmp |= (s->channels > 1) << 2;                                /* Stereo or mono */
 118     tmp |= (cfg - 1)         << 3;                           /* codec configuration */
 119     *toc++ = tmp;
 120     if (extended_toc) {
 121         for (i = 0; i < (s->pkt_frames - 1); i++)
 122             *fsize_needed |= (s->frame[i].framebits != s->frame[i + 1].framebits);
 123         tmp = (*fsize_needed) << 7;                                     /* vbr flag */
 124         tmp |= s->pkt_frames;                    /* frame number - can be 0 as well */
 125         *toc++ = tmp;
 126     }
 127     *size = 1 + extended_toc;
 128     return 0;
 129 }
 130
 131 static void celt_frame_setup_input(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 132 {
 133     int sf, ch;
 134     AVFrame *cur = NULL;
 135     const int subframesize = s->avctx->frame_size;
 136     int subframes = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize) / subframesize;
 137
 138     cur = ff_bufqueue_get(&s->bufqueue);
 139
 140     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 141         CeltBlock *b = &f->block[ch];
 142         const void *input = cur->extended_data[ch];
 143         size_t bps = av_get_bytes_per_sample(cur->format);
 144         memcpy(b->overlap, input, bps*cur->nb_samples);
 145     }
 146
 147     av_frame_free(&cur);
 148
 149     for (sf = 0; sf < subframes; sf++) {
 150         if (sf != (subframes - 1))
 151             cur = ff_bufqueue_get(&s->bufqueue);
 152         else
 153             cur = ff_bufqueue_peek(&s->bufqueue, 0);
 154
 155         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 156             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 157             const void *input = cur->extended_data[ch];
 158             const size_t bps  = av_get_bytes_per_sample(cur->format);
 159             const size_t left = (subframesize - cur->nb_samples)*bps;
 160             const size_t len  = FFMIN(subframesize, cur->nb_samples)*bps;
 161             memcpy(&b->samples[sf*subframesize], input, len);
 162             memset(&b->samples[cur->nb_samples], 0, left);
 163         }
 164
 165         /* Last frame isn't popped off and freed yet - we need it for overlap */
 166         if (sf != (subframes - 1))
 167             av_frame_free(&cur);
 168     }
 169 }
 170
 171 /* Apply the pre emphasis filter */
 172 static void celt_apply_preemph_filter(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 173 {
 174     int i, sf, ch;
 175     const int subframesize = s->avctx->frame_size;
 176     const int subframes = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize) / subframesize;
 177
 178     /* Filter overlap */
 179     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 180         CeltBlock *b = &f->block[ch];
 181         float m = b->emph_coeff;
 182         for (i = 0; i < CELT_OVERLAP; i++) {
 183             float sample = b->overlap[i];
 184             b->overlap[i] = sample - m;
 185             m = sample * CELT_EMPH_COEFF;
 186         }
 187         b->emph_coeff = m;
 188     }
 189
 190     /* Filter the samples but do not update the last subframe's coeff - overlap ^^^ */
 191     for (sf = 0; sf < subframes; sf++) {
 192         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 193             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 194             float m = b->emph_coeff;
 195             for (i = 0; i < subframesize; i++) {
 196                 float sample = b->samples[sf*subframesize + i];
 197                 b->samples[sf*subframesize + i] = sample - m;
 198                 m = sample * CELT_EMPH_COEFF;
 199             }
 200             if (sf != (subframes - 1))
 201                 b->emph_coeff = m;
 202         }
 203     }
 204 }
 205
 206 /* Create the window and do the mdct */
 207 static void celt_frame_mdct(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 208 {
 209     int i, t, ch;
 210     float *win = s->scratch;
 211
 212     /* I think I can use s->dsp->vector_fmul_window for transients at least */
 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                 for (i = 0; i < CELT_OVERLAP; i++) {
 220                     win[               i] = src1[i]*ff_celt_window[i];
 221                     win[CELT_OVERLAP + i] = src2[i]*ff_celt_window[CELT_OVERLAP - i - 1];
 222                 }
 223                 src1 = src2;
 224                 s->mdct[0]->mdct(s->mdct[0], b->coeffs + t, win, f->blocks);
 225             }
 226         }
 227     } else {
 228         int blk_len = OPUS_BLOCK_SIZE(f->size), wlen = OPUS_BLOCK_SIZE(f->size + 1);
 229         int rwin = blk_len - CELT_OVERLAP, lap_dst = (wlen - blk_len - CELT_OVERLAP) >> 1;
 230         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 231             CeltBlock *b = &f->block[ch];
 232
 233             memset(win, 0, wlen*sizeof(float));
 234
 235             memcpy(&win[lap_dst + CELT_OVERLAP], b->samples, rwin*sizeof(float));
 236
 237             /* Alignment fucks me over */
 238             //s->dsp->vector_fmul(&dst[lap_dst], b->overlap, ff_celt_window, CELT_OVERLAP);
 239             //s->dsp->vector_fmul_reverse(&dst[lap_dst + blk_len - CELT_OVERLAP], b->samples, ff_celt_window, CELT_OVERLAP);
 240
 241             for (i = 0; i < CELT_OVERLAP; i++) {
 242                 win[lap_dst           + i] = b->overlap[i]       *ff_celt_window[i];
 243                 win[lap_dst + blk_len + i] = b->samples[rwin + i]*ff_celt_window[CELT_OVERLAP - i - 1];
 244             }
 245
 246             s->mdct[f->size]->mdct(s->mdct[f->size], b->coeffs, win, 1);
 247         }
 248     }
 249 }
 250
 251 /* Fills the bands and normalizes them */
 252 static void celt_frame_map_norm_bands(OpusEncContext *s, CeltFrame *f)
 253 {
 254     int i, j, ch;
 255
 256     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 257         CeltBlock *block = &f->block[ch];
 258         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++) {
 259             float ener = 0.0f;
 260             int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 261             int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 262             float *coeffs   = &block->coeffs[band_offset];
 263
 264             for (j = 0; j < band_size; j++)
 265                 ener += coeffs[j]*coeffs[j];
 266
 267             block->lin_energy[i] = sqrtf(ener) + FLT_EPSILON;
 268             ener = 1.0f/block->lin_energy[i];
 269
 270             for (j = 0; j < band_size; j++)
 271                 coeffs[j] *= ener;
 272
 273             block->energy[i] = log2f(block->lin_energy[i]) - ff_celt_mean_energy[i];
 274
 275             /* CELT_ENERGY_SILENCE is what the decoder uses and its not -infinity */
 276             block->energy[i] = FFMAX(block->energy[i], CELT_ENERGY_SILENCE);
 277         }
 278     }
 279 }
 280
 281 static void celt_enc_tf(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 282 {
 283     int i, tf_select = 0, diff = 0, tf_changed = 0, tf_select_needed;
 284     int bits = f->transient ? 2 : 4;
 285
 286     tf_select_needed = ((f->size && (opus_rc_tell(rc) + bits + 1) <= f->framebits));
 287
 288     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 289         if ((opus_rc_tell(rc) + bits + tf_select_needed) <= f->framebits) {
 290             const int tbit = (diff ^ 1) == f->tf_change[i];
 291             ff_opus_rc_enc_log(rc, tbit, bits);
 292             diff ^= tbit;
 293             tf_changed |= diff;
 294         }
 295         bits = f->transient ? 4 : 5;
 296     }
 297
 298     if (tf_select_needed && ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][0][tf_changed] !=
 299                             ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][1][tf_changed]) {
 300         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->tf_select, 1);
 301         tf_select = f->tf_select;
 302     }
 303
 304     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++)
 305         f->tf_change[i] = ff_celt_tf_select[f->size][f->transient][tf_select][f->tf_change[i]];
 306 }
 307
 308 static void ff_celt_enc_bitalloc(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 309 {
 310     int i, j, low, high, total, done, bandbits, remaining, tbits_8ths;
 311     int skip_startband      = f->start_band;
 312     int skip_bit            = 0;
 313     int intensitystereo_bit = 0;
 314     int dualstereo_bit      = 0;
 315     int dynalloc            = 6;
 316     int extrabits           = 0;
 317
 318     int *cap = f->caps;
 319     int boost[CELT_MAX_BANDS];
 320     int trim_offset[CELT_MAX_BANDS];
 321     int threshold[CELT_MAX_BANDS];
 322     int bits1[CELT_MAX_BANDS];
 323     int bits2[CELT_MAX_BANDS];
 324
 325     /* Tell the spread to the decoder */
 326     if (opus_rc_tell(rc) + 4 <= f->framebits)
 327         ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->spread, ff_celt_model_spread);
 328
 329     /* Generate static allocation caps */
 330     for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++) {
 331         cap[i] = (ff_celt_static_caps[f->size][f->channels - 1][i] + 64)
 332                  * ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 333     }
 334
 335     /* Band boosts */
 336     tbits_8ths = f->framebits << 3;
 337     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 338         int quanta, b_dynalloc, boost_amount = f->alloc_boost[i];
 339
 340         boost[i] = 0;
 341
 342         quanta = ff_celt_freq_range[i] << (f->channels - 1) << f->size;
 343         quanta = FFMIN(quanta << 3, FFMAX(6 << 3, quanta));
 344         b_dynalloc = dynalloc;
 345
 346         while (opus_rc_tell_frac(rc) + (b_dynalloc << 3) < tbits_8ths && boost[i] < cap[i]) {
 347             int is_boost = boost_amount--;
 348
 349             ff_opus_rc_enc_log(rc, is_boost, b_dynalloc);
 350             if (!is_boost)
 351                 break;
 352
 353             boost[i]   += quanta;
 354             tbits_8ths -= quanta;
 355
 356             b_dynalloc = 1;
 357         }
 358
 359         if (boost[i])
 360             dynalloc = FFMAX(2, dynalloc - 1);
 361     }
 362
 363     /* Put allocation trim */
 364     if (opus_rc_tell_frac(rc) + (6 << 3) <= tbits_8ths)
 365         ff_opus_rc_enc_cdf(rc, f->alloc_trim, ff_celt_model_alloc_trim);
 366
 367     /* Anti-collapse bit reservation */
 368     tbits_8ths = (f->framebits << 3) - opus_rc_tell_frac(rc) - 1;
 369     f->anticollapse_needed = 0;
 370     if (f->transient && f->size >= 2 && tbits_8ths >= ((f->size + 2) << 3))
 371         f->anticollapse_needed = 1 << 3;
 372     tbits_8ths -= f->anticollapse_needed;
 373
 374     /* Band skip bit reservation */
 375     if (tbits_8ths >= 1 << 3)
 376         skip_bit = 1 << 3;
 377     tbits_8ths -= skip_bit;
 378
 379     /* Intensity/dual stereo bit reservation */
 380     if (f->channels == 2) {
 381         intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[f->end_band - f->start_band];
 382         if (intensitystereo_bit <= tbits_8ths) {
 383             tbits_8ths -= intensitystereo_bit;
 384             if (tbits_8ths >= 1 << 3) {
 385                 dualstereo_bit = 1 << 3;
 386                 tbits_8ths -= 1 << 3;
 387             }
 388         } else {
 389             intensitystereo_bit = 0;
 390         }
 391     }
 392
 393     /* Trim offsets */
 394     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 395         int trim     = f->alloc_trim - 5 - f->size;
 396         int band     = ff_celt_freq_range[i] * (f->end_band - i - 1);
 397         int duration = f->size + 3;
 398         int scale    = duration + f->channels - 1;
 399
 400         /* PVQ minimum allocation threshold, below this value the band is
 401          * skipped */
 402         threshold[i] = FFMAX(3 * ff_celt_freq_range[i] << duration >> 4,
 403                              f->channels << 3);
 404
 405         trim_offset[i] = trim * (band << scale) >> 6;
 406
 407         if (ff_celt_freq_range[i] << f->size == 1)
 408             trim_offset[i] -= f->channels << 3;
 409     }
 410
 411     /* Bisection */
 412     low  = 1;
 413     high = CELT_VECTORS - 1;
 414     while (low <= high) {
 415         int center = (low + high) >> 1;
 416         done = total = 0;
 417
 418         for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 419             bandbits = ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[center][i]
 420                        << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 421
 422             if (bandbits)
 423                 bandbits = FFMAX(0, bandbits + trim_offset[i]);
 424             bandbits += boost[i];
 425
 426             if (bandbits >= threshold[i] || done) {
 427                 done = 1;
 428                 total += FFMIN(bandbits, cap[i]);
 429             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 430                 total += f->channels << 3;
 431         }
 432
 433         if (total > tbits_8ths)
 434             high = center - 1;
 435         else
 436             low = center + 1;
 437     }
 438     high = low--;
 439
 440     /* Bisection */
 441     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 442         bits1[i] = ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[low][i]
 443                    << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 444         bits2[i] = high >= CELT_VECTORS ? cap[i] :
 445                    ff_celt_freq_range[i] * ff_celt_static_alloc[high][i]
 446                    << (f->channels - 1) << f->size >> 2;
 447
 448         if (bits1[i])
 449             bits1[i] = FFMAX(0, bits1[i] + trim_offset[i]);
 450         if (bits2[i])
 451             bits2[i] = FFMAX(0, bits2[i] + trim_offset[i]);
 452         if (low)
 453             bits1[i] += boost[i];
 454         bits2[i] += boost[i];
 455
 456         if (boost[i])
 457             skip_startband = i;
 458         bits2[i] = FFMAX(0, bits2[i] - bits1[i]);
 459     }
 460
 461     /* Bisection */
 462     low  = 0;
 463     high = 1 << CELT_ALLOC_STEPS;
 464     for (i = 0; i < CELT_ALLOC_STEPS; i++) {
 465         int center = (low + high) >> 1;
 466         done = total = 0;
 467
 468         for (j = f->end_band - 1; j >= f->start_band; j--) {
 469             bandbits = bits1[j] + (center * bits2[j] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 470
 471             if (bandbits >= threshold[j] || done) {
 472                 done = 1;
 473                 total += FFMIN(bandbits, cap[j]);
 474             } else if (bandbits >= f->channels << 3)
 475                 total += f->channels << 3;
 476         }
 477         if (total > tbits_8ths)
 478             high = center;
 479         else
 480             low = center;
 481     }
 482
 483     /* Bisection */
 484     done = total = 0;
 485     for (i = f->end_band - 1; i >= f->start_band; i--) {
 486         bandbits = bits1[i] + (low * bits2[i] >> CELT_ALLOC_STEPS);
 487
 488         if (bandbits >= threshold[i] || done)
 489             done = 1;
 490         else
 491             bandbits = (bandbits >= f->channels << 3) ?
 492                        f->channels << 3 : 0;
 493
 494         bandbits     = FFMIN(bandbits, cap[i]);
 495         f->pulses[i] = bandbits;
 496         total      += bandbits;
 497     }
 498
 499     /* Band skipping */
 500     for (f->coded_bands = f->end_band; ; f->coded_bands--) {
 501         int allocation;
 502         j = f->coded_bands - 1;
 503
 504         if (j == skip_startband) {
 505             /* all remaining bands are not skipped */
 506             tbits_8ths += skip_bit;
 507             break;
 508         }
 509
 510         /* determine the number of bits available for coding "do not skip" markers */
 511         remaining   = tbits_8ths - total;
 512         bandbits    = remaining / (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 513         remaining  -= bandbits  * (ff_celt_freq_bands[j+1] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 514         allocation  = f->pulses[j] + bandbits * ff_celt_freq_range[j]
 515                       + FFMAX(0, remaining - (ff_celt_freq_bands[j] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]));
 516
 517         /* a "do not skip" marker is only coded if the allocation is
 518            above the chosen threshold */
 519         if (allocation >= FFMAX(threshold[j], (f->channels + 1) << 3)) {
 520             const int do_not_skip = f->coded_bands <= f->skip_band_floor;
 521             ff_opus_rc_enc_log(rc, do_not_skip, 1);
 522             if (do_not_skip)
 523                 break;
 524
 525             total      += 1 << 3;
 526             allocation -= 1 << 3;
 527         }
 528
 529         /* the band is skipped, so reclaim its bits */
 530         total -= f->pulses[j];
 531         if (intensitystereo_bit) {
 532             total -= intensitystereo_bit;
 533             intensitystereo_bit = ff_celt_log2_frac[j - f->start_band];
 534             total += intensitystereo_bit;
 535         }
 536
 537         total += f->pulses[j] = (allocation >= f->channels << 3) ? f->channels << 3 : 0;
 538     }
 539
 540     /* Encode stereo flags */
 541     if (intensitystereo_bit) {
 542         f->intensity_stereo = FFMIN(f->intensity_stereo, f->coded_bands);
 543         ff_opus_rc_enc_uint(rc, f->intensity_stereo, f->coded_bands + 1 - f->start_band);
 544     }
 545     if (f->intensity_stereo <= f->start_band)
 546         tbits_8ths += dualstereo_bit; /* no intensity stereo means no dual stereo */
 547     else if (dualstereo_bit)
 548         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->dual_stereo, 1);
 549
 550     /* Supply the remaining bits in this frame to lower bands */
 551     remaining = tbits_8ths - total;
 552     bandbits  = remaining / (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 553     remaining -= bandbits * (ff_celt_freq_bands[f->coded_bands] - ff_celt_freq_bands[f->start_band]);
 554     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 555         int bits = FFMIN(remaining, ff_celt_freq_range[i]);
 556
 557         f->pulses[i] += bits + bandbits * ff_celt_freq_range[i];
 558         remaining    -= bits;
 559     }
 560
 561     /* Finally determine the allocation */
 562     for (i = f->start_band; i < f->coded_bands; i++) {
 563         int N = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 564         int prev_extra = extrabits;
 565         f->pulses[i] += extrabits;
 566
 567         if (N > 1) {
 568             int dof;        // degrees of freedom
 569             int temp;       // dof * channels * log(dof)
 570             int offset;     // fine energy quantization offset, i.e.
 571                             // extra bits assigned over the standard
 572                             // totalbits/dof
 573             int fine_bits, max_bits;
 574
 575             extrabits = FFMAX(0, f->pulses[i] - cap[i]);
 576             f->pulses[i] -= extrabits;
 577
 578             /* intensity stereo makes use of an extra degree of freedom */
 579             dof = N * f->channels + (f->channels == 2 && N > 2 && !f->dual_stereo && i < f->intensity_stereo);
 580             temp = dof * (ff_celt_log_freq_range[i] + (f->size << 3));
 581             offset = (temp >> 1) - dof * CELT_FINE_OFFSET;
 582             if (N == 2) /* dof=2 is the only case that doesn't fit the model */
 583                 offset += dof << 1;
 584
 585             /* grant an additional bias for the first and second pulses */
 586             if (f->pulses[i] + offset < 2 * (dof << 3))
 587                 offset += temp >> 2;
 588             else if (f->pulses[i] + offset < 3 * (dof << 3))
 589                 offset += temp >> 3;
 590
 591             fine_bits = (f->pulses[i] + offset + (dof << 2)) / (dof << 3);
 592             max_bits  = FFMIN((f->pulses[i] >> 3) >> (f->channels - 1), CELT_MAX_FINE_BITS);
 593
 594             max_bits  = FFMAX(max_bits, 0);
 595
 596             f->fine_bits[i] = av_clip(fine_bits, 0, max_bits);
 597
 598             /* if fine_bits was rounded down or capped,
 599                give priority for the final fine energy pass */
 600             f->fine_priority[i] = (f->fine_bits[i] * (dof << 3) >= f->pulses[i] + offset);
 601
 602             /* the remaining bits are assigned to PVQ */
 603             f->pulses[i] -= f->fine_bits[i] << (f->channels - 1) << 3;
 604         } else {
 605             /* all bits go to fine energy except for the sign bit */
 606             extrabits = FFMAX(0, f->pulses[i] - (f->channels << 3));
 607             f->pulses[i] -= extrabits;
 608             f->fine_bits[i] = 0;
 609             f->fine_priority[i] = 1;
 610         }
 611
 612         /* hand back a limited number of extra fine energy bits to this band */
 613         if (extrabits > 0) {
 614             int fineextra = FFMIN(extrabits >> (f->channels + 2),
 615                                   CELT_MAX_FINE_BITS - f->fine_bits[i]);
 616             f->fine_bits[i] += fineextra;
 617
 618             fineextra <<= f->channels + 2;
 619             f->fine_priority[i] = (fineextra >= extrabits - prev_extra);
 620             extrabits -= fineextra;
 621         }
 622     }
 623     f->remaining = extrabits;
 624
 625     /* skipped bands dedicate all of their bits for fine energy */
 626     for (; i < f->end_band; i++) {
 627         f->fine_bits[i]     = f->pulses[i] >> (f->channels - 1) >> 3;
 628         f->pulses[i]        = 0;
 629         f->fine_priority[i] = f->fine_bits[i] < 1;
 630     }
 631 }
 632
 633 static void exp_quant_coarse(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f,
 634                              float last_energy[][CELT_MAX_BANDS], int intra)
 635 {
 636     int i, ch;
 637     float alpha, beta, prev[2] = { 0, 0 };
 638     const uint8_t *pmod = ff_celt_coarse_energy_dist[f->size][intra];
 639
 640     /* Inter is really just differential coding */
 641     if (opus_rc_tell(rc) + 3 <= f->framebits)
 642         ff_opus_rc_enc_log(rc, intra, 3);
 643     else
 644         intra = 0;
 645
 646     if (intra) {
 647         alpha = 0.0f;
 648         beta  = 1.0f - 4915.0f/32768.0f;
 649     } else {
 650         alpha = ff_celt_alpha_coef[f->size];
 651         beta  = 1.0f - ff_celt_beta_coef[f->size];
 652     }
 653
 654     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 655         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 656             CeltBlock *block = &f->block[ch];
 657             const int left = f->framebits - opus_rc_tell(rc);
 658             const float last = FFMAX(-9.0f, last_energy[ch][i]);
 659             float diff = block->energy[i] - prev[ch] - last*alpha;
 660             int q_en = lrintf(diff);
 661             if (left >= 15) {
 662                 ff_opus_rc_enc_laplace(rc, &q_en, pmod[i << 1] << 7, pmod[(i << 1) + 1] << 6);
 663             } else if (left >= 2) {
 664                 q_en = av_clip(q_en, -1, 1);
 665                 ff_opus_rc_enc_cdf(rc, 2*q_en + 3*(q_en < 0), ff_celt_model_energy_small);
 666             } else if (left >= 1) {
 667                 q_en = av_clip(q_en, -1, 0);
 668                 ff_opus_rc_enc_log(rc, (q_en & 1), 1);
 669             } else q_en = -1;
 670
 671             block->error_energy[i] = q_en - diff;
 672             prev[ch] += beta * q_en;
 673         }
 674     }
 675 }
 676
 677 static void celt_quant_coarse(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f,
 678                               float last_energy[][CELT_MAX_BANDS])
 679 {
 680     uint32_t inter, intra;
 681     OPUS_RC_CHECKPOINT_SPAWN(rc);
 682
 683     exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 1);
 684     intra = OPUS_RC_CHECKPOINT_BITS(rc);
 685
 686     OPUS_RC_CHECKPOINT_ROLLBACK(rc);
 687
 688     exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 0);
 689     inter = OPUS_RC_CHECKPOINT_BITS(rc);
 690
 691     if (inter > intra) { /* Unlikely */
 692         OPUS_RC_CHECKPOINT_ROLLBACK(rc);
 693         exp_quant_coarse(rc, f, last_energy, 1);
 694     }
 695 }
 696
 697 static void celt_quant_fine(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 698 {
 699     int i, ch;
 700     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 701         if (!f->fine_bits[i])
 702             continue;
 703         for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 704             CeltBlock *block = &f->block[ch];
 705             int quant, lim = (1 << f->fine_bits[i]);
 706             float offset, diff = 0.5f - block->error_energy[i];
 707             quant = av_clip(floor(diff*lim), 0, lim - 1);
 708             ff_opus_rc_put_raw(rc, quant, f->fine_bits[i]);
 709             offset = 0.5f - ((quant + 0.5f) * (1 << (14 - f->fine_bits[i])) / 16384.0f);
 710             block->error_energy[i] -= offset;
 711         }
 712     }
 713 }
 714
 715 static void celt_quant_final(OpusEncContext *s, OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 716 {
 717     int i, ch, priority;
 718     for (priority = 0; priority < 2; priority++) {
 719         for (i = f->start_band; i < f->end_band && (f->framebits - opus_rc_tell(rc)) >= f->channels; i++) {
 720             if (f->fine_priority[i] != priority || f->fine_bits[i] >= CELT_MAX_FINE_BITS)
 721                 continue;
 722             for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 723                 CeltBlock *block = &f->block[ch];
 724                 const float err = block->error_energy[i];
 725                 const float offset = 0.5f * (1 << (14 - f->fine_bits[i] - 1)) / 16384.0f;
 726                 const int sign = FFABS(err + offset) < FFABS(err - offset);
 727                 ff_opus_rc_put_raw(rc, sign, 1);
 728                 block->error_energy[i] -= offset*(1 - 2*sign);
 729             }
 730         }
 731     }
 732 }
 733
 734 static void celt_quant_bands(OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 735 {
 736     float lowband_scratch[8 * 22];
 737     float norm[2 * 8 * 100];
 738
 739     int totalbits = (f->framebits << 3) - f->anticollapse_needed;
 740
 741     int update_lowband = 1;
 742     int lowband_offset = 0;
 743
 744     int i, j;
 745
 746     for (i = f->start_band; i < f->end_band; i++) {
 747         uint32_t cm[2] = { (1 << f->blocks) - 1, (1 << f->blocks) - 1 };
 748         int band_offset = ff_celt_freq_bands[i] << f->size;
 749         int band_size   = ff_celt_freq_range[i] << f->size;
 750         float *X = f->block[0].coeffs + band_offset;
 751         float *Y = (f->channels == 2) ? f->block[1].coeffs + band_offset : NULL;
 752
 753         int consumed = opus_rc_tell_frac(rc);
 754         float *norm2 = norm + 8 * 100;
 755         int effective_lowband = -1;
 756         int b = 0;
 757
 758         /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
 759         if (i != f->start_band)
 760             f->remaining -= consumed;
 761         f->remaining2 = totalbits - consumed - 1;
 762         if (i <= f->coded_bands - 1) {
 763             int curr_balance = f->remaining / FFMIN(3, f->coded_bands-i);
 764             b = av_clip_uintp2(FFMIN(f->remaining2 + 1, f->pulses[i] + curr_balance), 14);
 765         }
 766
 767         if (ff_celt_freq_bands[i] - ff_celt_freq_range[i] >= ff_celt_freq_bands[f->start_band] &&
 768             (update_lowband || lowband_offset == 0))
 769             lowband_offset = i;
 770
 771         /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
 772         going to be folding from. */
 773         if (lowband_offset != 0 && (f->spread != CELT_SPREAD_AGGRESSIVE ||
 774                                     f->blocks > 1 || f->tf_change[i] < 0)) {
 775             int foldstart, foldend;
 776
 777             /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
 778             effective_lowband = FFMAX(ff_celt_freq_bands[f->start_band],
 779                                       ff_celt_freq_bands[lowband_offset] - ff_celt_freq_range[i]);
 780             foldstart = lowband_offset;
 781             while (ff_celt_freq_bands[--foldstart] > effective_lowband);
 782             foldend = lowband_offset - 1;
 783             while (ff_celt_freq_bands[++foldend] < effective_lowband + ff_celt_freq_range[i]);
 784
 785             cm[0] = cm[1] = 0;
 786             for (j = foldstart; j < foldend; j++) {
 787                 cm[0] |= f->block[0].collapse_masks[j];
 788                 cm[1] |= f->block[f->channels - 1].collapse_masks[j];
 789             }
 790         }
 791
 792         if (f->dual_stereo && i == f->intensity_stereo) {
 793             /* Switch off dual stereo to do intensity */
 794             f->dual_stereo = 0;
 795             for (j = ff_celt_freq_bands[f->start_band] << f->size; j < band_offset; j++)
 796                 norm[j] = (norm[j] + norm2[j]) / 2;
 797         }
 798
 799         if (f->dual_stereo) {
 800             cm[0] = ff_celt_encode_band(f, rc, i, X, NULL, band_size, b / 2, f->blocks,
 801                                         effective_lowband != -1 ? norm + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 802                                         norm + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[0]);
 803
 804             cm[1] = ff_celt_encode_band(f, rc, i, Y, NULL, band_size, b / 2, f->blocks,
 805                                         effective_lowband != -1 ? norm2 + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 806                                         norm2 + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[1]);
 807         } else {
 808             cm[0] = ff_celt_encode_band(f, rc, i, X, Y, band_size, b, f->blocks,
 809                                         effective_lowband != -1 ? norm + (effective_lowband << f->size) : NULL, f->size,
 810                                         norm + band_offset, 0, 1.0f, lowband_scratch, cm[0] | cm[1]);
 811             cm[1] = cm[0];
 812         }
 813
 814         f->block[0].collapse_masks[i]               = (uint8_t)cm[0];
 815         f->block[f->channels - 1].collapse_masks[i] = (uint8_t)cm[1];
 816         f->remaining += f->pulses[i] + consumed;
 817
 818         /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
 819         update_lowband = (b > band_size << 3);
 820     }
 821 }
 822
 823 static void celt_encode_frame(OpusEncContext *s, OpusRangeCoder *rc, CeltFrame *f)
 824 {
 825     int i, ch;
 826
 827     celt_frame_setup_input(s, f);
 828     celt_apply_preemph_filter(s, f);
 829     if (f->pfilter) {
 830         /* Not implemented */
 831     }
 832     celt_frame_mdct(s, f);
 833     celt_frame_map_norm_bands(s, f);
 834
 835     ff_opus_rc_enc_log(rc, f->silence, 15);
 836
 837     if (!f->start_band && opus_rc_tell(rc) + 16 <= f->framebits)
 838         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->pfilter, 1);
 839
 840     if (f->pfilter) {
 841         /* Not implemented */
 842     }
 843
 844     if (f->size && opus_rc_tell(rc) + 3 <= f->framebits)
 845         ff_opus_rc_enc_log(rc, f->transient, 3);
 846
 847     celt_quant_coarse(rc, f, s->last_quantized_energy);
 848     celt_enc_tf      (rc, f);
 849     ff_celt_enc_bitalloc(rc, f);
 850     celt_quant_fine  (rc, f);
 851     celt_quant_bands (rc, f);
 852
 853     if (f->anticollapse_needed)
 854         ff_opus_rc_put_raw(rc, f->anticollapse, 1);
 855
 856     celt_quant_final(s, rc, f);
 857
 858     for (ch = 0; ch < f->channels; ch++) {
 859         CeltBlock *block = &f->block[ch];
 860         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
 861             s->last_quantized_energy[ch][i] = block->energy[i] + block->error_energy[i];
 862     }
 863 }
 864
 865 static void ff_opus_psy_process(OpusEncContext *s, int end, int *need_more)
 866 {
 867     int max_delay_samples = (s->options.max_delay_ms*s->avctx->sample_rate)/1000;
 868     int max_bsize = FFMIN(OPUS_SAMPLES_TO_BLOCK_SIZE(max_delay_samples), CELT_BLOCK_960);
 869
 870     s->pkt_frames = 1;
 871     s->pkt_framesize = max_bsize;
 872     s->mode = OPUS_MODE_CELT;
 873     s->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
 874
 875     *need_more = s->bufqueue.available*s->avctx->frame_size < (max_delay_samples + CELT_OVERLAP);
 876     /* Don't request more if we start being flushed with NULL frames */
 877     *need_more = !end && *need_more;
 878 }
 879
 880 static void ff_opus_psy_celt_frame_setup(OpusEncContext *s, CeltFrame *f, int index)
 881 {
 882     int frame_size = OPUS_BLOCK_SIZE(s->pkt_framesize);
 883
 884     f->avctx = s->avctx;
 885     f->dsp = s->dsp;
 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     av_freep(&s->dsp);
1023     av_freep(&s->frame);
1024     av_freep(&s->rc);
1025     ff_af_queue_close(&s->afq);
1026     ff_bufqueue_discard_all(&s->bufqueue);
1027     av_freep(&avctx->extradata);
1028
1029     return 0;
1030 }
1031
1032 static av_cold int opus_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1033 {
1034     int i, ch, ret;
1035     OpusEncContext *s = avctx->priv_data;
1036
1037     s->avctx = avctx;
1038     s->channels = avctx->channels;
1039
1040     /* Opus allows us to change the framesize on each packet (and each packet may
1041      * have multiple frames in it) but we can't change the codec's frame size on
1042      * runtime, so fix it to the lowest possible number of samples and use a queue
1043      * to accumulate AVFrames until we have enough to encode whatever the encoder
1044      * decides is the best */
1045     avctx->frame_size = 120;
1046     /* Initial padding will change if SILK is ever supported */
1047     avctx->initial_padding = 120;
1048
1049     avctx->cutoff = !avctx->cutoff ? 20000 : avctx->cutoff;
1050
1051     if (!avctx->bit_rate) {
1052         int coupled = ff_opus_default_coupled_streams[s->channels - 1];
1053         avctx->bit_rate = coupled*(96000) + (s->channels - coupled*2)*(48000);
1054     } else if (avctx->bit_rate < 6000 || avctx->bit_rate > 255000 * s->channels) {
1055         int64_t clipped_rate = av_clip(avctx->bit_rate, 6000, 255000 * s->channels);
1056         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported bitrate %"PRId64" kbps, clipping to %"PRId64" kbps\n",
1057                avctx->bit_rate/1000, clipped_rate/1000);
1058         avctx->bit_rate = clipped_rate;
1059     }
1060
1061     /* Frame structs and range coder buffers */
1062     s->frame = av_malloc(OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET*sizeof(CeltFrame));
1063     if (!s->frame)
1064         return AVERROR(ENOMEM);
1065     s->rc = av_malloc(OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET*sizeof(OpusRangeCoder));
1066     if (!s->rc)
1067         return AVERROR(ENOMEM);
1068
1069     /* Extradata */
1070     avctx->extradata_size = 19;
1071     avctx->extradata = av_malloc(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1072     if (!avctx->extradata)
1073         return AVERROR(ENOMEM);
1074     opus_write_extradata(avctx);
1075
1076     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
1077
1078     if (!(s->dsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT)))
1079         return AVERROR(ENOMEM);
1080
1081     /* I have no idea why a base scaling factor of 68 works, could be the twiddles */
1082     for (i = 0; i < CELT_BLOCK_NB; i++)
1083         if ((ret = ff_mdct15_init(&s->mdct[i], 0, i + 3, 68 << (CELT_BLOCK_NB - 1 - i))))
1084             return AVERROR(ENOMEM);
1085
1086     for (i = 0; i < OPUS_MAX_FRAMES_PER_PACKET; i++)
1087         s->frame[i].block[0].emph_coeff = s->frame[i].block[1].emph_coeff = 0.0f;
1088
1089     /* Zero out previous energy (matters for inter first frame) */
1090     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1091         for (i = 0; i < CELT_MAX_BANDS; i++)
1092             s->last_quantized_energy[ch][i] = 0.0f;
1093
1094     /* Allocate an empty frame to use as overlap for the first frame of audio */
1095     ff_bufqueue_add(avctx, &s->bufqueue, spawn_empty_frame(s));
1096     if (!ff_bufqueue_peek(&s->bufqueue, 0))
1097         return AVERROR(ENOMEM);
1098
1099     return 0;
1100 }
1101
1102 #define OPUSENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1103 static const AVOption opusenc_options[] = {
1104     { "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 },
1105     { NULL },
1106 };
1107
1108 static const AVClass opusenc_class = {
1109     .class_name = "Opus encoder",
1110     .item_name  = av_default_item_name,
1111     .option     = opusenc_options,
1112     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1113 };
1114
1115 static const AVCodecDefault opusenc_defaults[] = {
1116     { "b", "0" },
1117     { "compression_level", "10" },
1118     { NULL },
1119 };
1120
1121 AVCodec ff_opus_encoder = {
1122     .name           = "opus",
1123     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Opus"),
1124     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1125     .id             = AV_CODEC_ID_OPUS,
1126     .defaults       = opusenc_defaults,
1127     .priv_class     = &opusenc_class,
1128     .priv_data_size = sizeof(OpusEncContext),
1129     .init           = opus_encode_init,
1130     .encode2        = opus_encode_frame,
1131     .close          = opus_encode_end,
1132     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1133     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL | AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1134     .supported_samplerates = (const int []){ 48000, 0 },
1135     .channel_layouts = (const uint64_t []){ AV_CH_LAYOUT_MONO,
1136                                             AV_CH_LAYOUT_STEREO, 0 },
1137     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1138                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1139 };