a9331b7814d6cdca3b8a93bc949800b6028f39ee
[opus.git] / celt / bands.c
1 /* Copyright (c) 2007-2008 CSIRO
2    Copyright (c) 2007-2009 Xiph.Org Foundation
3    Copyright (c) 2008-2009 Gregory Maxwell
4    Written by Jean-Marc Valin and Gregory Maxwell */
5 /*
6    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7    modification, are permitted provided that the following conditions
8    are met:
9
10    - Redistributions of source code must retain the above copyright
11    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12
13    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16
17    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
18    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
19    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
20    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER
21    OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
22    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
23    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
24    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
25    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
26    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
27    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
28 */
29
30 #ifdef HAVE_CONFIG_H
31 #include "config.h"
32 #endif
33
34 #include <math.h>
35 #include "bands.h"
36 #include "modes.h"
37 #include "vq.h"
38 #include "cwrs.h"
39 #include "stack_alloc.h"
40 #include "os_support.h"
41 #include "mathops.h"
42 #include "rate.h"
43
44 int hysteresis_decision(opus_val16 val, const opus_val16 *thresholds, const opus_val16 *hysteresis, int N, int prev)
45 {
46    int i;
47    for (i=0;i<N;i++)
48    {
49       if (val < thresholds[i])
50          break;
51    }
52    if (i>prev && val < thresholds[prev]+hysteresis[prev])
53       i=prev;
54    if (i<prev && val > thresholds[prev-1]-hysteresis[prev-1])
55       i=prev;
56    return i;
57 }
58
59 opus_uint32 celt_lcg_rand(opus_uint32 seed)
60 {
61    return 1664525 * seed + 1013904223;
62 }
63
64 /* This is a cos() approximation designed to be bit-exact on any platform. Bit exactness
65    with this approximation is important because it has an impact on the bit allocation */
66 static opus_int16 bitexact_cos(opus_int16 x)
67 {
68    opus_int32 tmp;
69    opus_int16 x2;
70    tmp = (4096+((opus_int32)(x)*(x)))>>13;
71    celt_assert(tmp<=32767);
72    x2 = tmp;
73    x2 = (32767-x2) + FRAC_MUL16(x2, (-7651 + FRAC_MUL16(x2, (8277 + FRAC_MUL16(-626, x2)))));
74    celt_assert(x2<=32766);
75    return 1+x2;
76 }
77
78 static int bitexact_log2tan(int isin,int icos)
79 {
80    int lc;
81    int ls;
82    lc=EC_ILOG(icos);
83    ls=EC_ILOG(isin);
84    icos<<=15-lc;
85    isin<<=15-ls;
86    return (ls-lc)*(1<<11)
87          +FRAC_MUL16(isin, FRAC_MUL16(isin, -2597) + 7932)
88          -FRAC_MUL16(icos, FRAC_MUL16(icos, -2597) + 7932);
89 }
90
91 #ifdef FIXED_POINT
92 /* Compute the amplitude (sqrt energy) in each of the bands */
93 void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bandE, int end, int C, int M)
94 {
95    int i, c, N;
96    const opus_int16 *eBands = m->eBands;
97    N = M*m->shortMdctSize;
98    c=0; do {
99       for (i=0;i<end;i++)
100       {
101          int j;
102          opus_val32 maxval=0;
103          opus_val32 sum = 0;
104
105          j=M*eBands[i]; do {
106             maxval = MAX32(maxval, X[j+c*N]);
107             maxval = MAX32(maxval, -X[j+c*N]);
108          } while (++j<M*eBands[i+1]);
109
110          if (maxval > 0)
111          {
112             int shift = celt_ilog2(maxval)-10;
113             j=M*eBands[i]; do {
114                sum = MAC16_16(sum, EXTRACT16(VSHR32(X[j+c*N],shift)),
115                                    EXTRACT16(VSHR32(X[j+c*N],shift)));
116             } while (++j<M*eBands[i+1]);
117             /* We're adding one here to ensure the normalized band isn't larger than unity norm */
118             bandE[i+c*m->nbEBands] = EPSILON+VSHR32(EXTEND32(celt_sqrt(sum)),-shift);
119          } else {
120             bandE[i+c*m->nbEBands] = EPSILON;
121          }
122          /*printf ("%f ", bandE[i+c*m->nbEBands]);*/
123       }
124    } while (++c<C);
125    /*printf ("\n");*/
126 }
127
128 /* Normalise each band such that the energy is one. */
129 void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * OPUS_RESTRICT freq, celt_norm * OPUS_RESTRICT X, const celt_ener *bandE, int end, int C, int M)
130 {
131    int i, c, N;
132    const opus_int16 *eBands = m->eBands;
133    N = M*m->shortMdctSize;
134    c=0; do {
135       i=0; do {
136          opus_val16 g;
137          int j,shift;
138          opus_val16 E;
139          shift = celt_zlog2(bandE[i+c*m->nbEBands])-13;
140          E = VSHR32(bandE[i+c*m->nbEBands], shift);
141          g = EXTRACT16(celt_rcp(SHL32(E,3)));
142          j=M*eBands[i]; do {
143             X[j+c*N] = MULT16_16_Q15(VSHR32(freq[j+c*N],shift-1),g);
144          } while (++j<M*eBands[i+1]);
145       } while (++i<end);
146    } while (++c<C);
147 }
148
149 #else /* FIXED_POINT */
150 /* Compute the amplitude (sqrt energy) in each of the bands */
151 void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bandE, int end, int C, int M)
152 {
153    int i, c, N;
154    const opus_int16 *eBands = m->eBands;
155    N = M*m->shortMdctSize;
156    c=0; do {
157       for (i=0;i<end;i++)
158       {
159          int j;
160          opus_val32 sum = 1e-27f;
161          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
162             sum += X[j+c*N]*X[j+c*N];
163          bandE[i+c*m->nbEBands] = celt_sqrt(sum);
164          /*printf ("%f ", bandE[i+c*m->nbEBands]);*/
165       }
166    } while (++c<C);
167    /*printf ("\n");*/
168 }
169
170 /* Normalise each band such that the energy is one. */
171 void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * OPUS_RESTRICT freq, celt_norm * OPUS_RESTRICT X, const celt_ener *bandE, int end, int C, int M)
172 {
173    int i, c, N;
174    const opus_int16 *eBands = m->eBands;
175    N = M*m->shortMdctSize;
176    c=0; do {
177       for (i=0;i<end;i++)
178       {
179          int j;
180          opus_val16 g = 1.f/(1e-27f+bandE[i+c*m->nbEBands]);
181          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
182             X[j+c*N] = freq[j+c*N]*g;
183       }
184    } while (++c<C);
185 }
186
187 #endif /* FIXED_POINT */
188
189 /* De-normalise the energy to produce the synthesis from the unit-energy bands */
190 void denormalise_bands(const CELTMode *m, const celt_norm * OPUS_RESTRICT X,
191       celt_sig * OPUS_RESTRICT freq, const celt_ener *bandE, int start, int end, int C, int M)
192 {
193    int i, c, N;
194    const opus_int16 *eBands = m->eBands;
195    N = M*m->shortMdctSize;
196    celt_assert2(C<=2, "denormalise_bands() not implemented for >2 channels");
197    c=0; do {
198       celt_sig * OPUS_RESTRICT f;
199       const celt_norm * OPUS_RESTRICT x;
200       f = freq+c*N;
201       x = X+c*N+M*eBands[start];
202       for (i=0;i<M*eBands[start];i++)
203          *f++ = 0;
204       for (i=start;i<end;i++)
205       {
206          int j, band_end;
207          opus_val32 g = SHR32(bandE[i+c*m->nbEBands],1);
208          j=M*eBands[i];
209          band_end = M*eBands[i+1];
210          do {
211             *f++ = SHL32(MULT16_32_Q15(*x, g),2);
212             x++;
213          } while (++j<band_end);
214       }
215       celt_assert(start <= end);
216       for (i=M*eBands[end];i<N;i++)
217          *f++ = 0;
218    } while (++c<C);
219 }
220
221 /* This prevents energy collapse for transients with multiple short MDCTs */
222 void anti_collapse(const CELTMode *m, celt_norm *X_, unsigned char *collapse_masks, int LM, int C, int size,
223       int start, int end, opus_val16 *logE, opus_val16 *prev1logE,
224       opus_val16 *prev2logE, int *pulses, opus_uint32 seed)
225 {
226    int c, i, j, k;
227    for (i=start;i<end;i++)
228    {
229       int N0;
230       opus_val16 thresh, sqrt_1;
231       int depth;
232 #ifdef FIXED_POINT
233       int shift;
234       opus_val32 thresh32;
235 #endif
236
237       N0 = m->eBands[i+1]-m->eBands[i];
238       /* depth in 1/8 bits */
239       depth = (1+pulses[i])/((m->eBands[i+1]-m->eBands[i])<<LM);
240
241 #ifdef FIXED_POINT
242       thresh32 = SHR32(celt_exp2(-SHL16(depth, 10-BITRES)),1);
243       thresh = MULT16_32_Q15(QCONST16(0.5f, 15), MIN32(32767,thresh32));
244       {
245          opus_val32 t;
246          t = N0<<LM;
247          shift = celt_ilog2(t)>>1;
248          t = SHL32(t, (7-shift)<<1);
249          sqrt_1 = celt_rsqrt_norm(t);
250       }
251 #else
252       thresh = .5f*celt_exp2(-.125f*depth);
253       sqrt_1 = celt_rsqrt(N0<<LM);
254 #endif
255
256       c=0; do
257       {
258          celt_norm *X;
259          opus_val16 prev1;
260          opus_val16 prev2;
261          opus_val32 Ediff;
262          opus_val16 r;
263          int renormalize=0;
264          prev1 = prev1logE[c*m->nbEBands+i];
265          prev2 = prev2logE[c*m->nbEBands+i];
266          if (C==1)
267          {
268             prev1 = MAX16(prev1,prev1logE[m->nbEBands+i]);
269             prev2 = MAX16(prev2,prev2logE[m->nbEBands+i]);
270          }
271          Ediff = EXTEND32(logE[c*m->nbEBands+i])-EXTEND32(MIN16(prev1,prev2));
272          Ediff = MAX32(0, Ediff);
273
274 #ifdef FIXED_POINT
275          if (Ediff < 16384)
276          {
277             opus_val32 r32 = SHR32(celt_exp2(-EXTRACT16(Ediff)),1);
278             r = 2*MIN16(16383,r32);
279          } else {
280             r = 0;
281          }
282          if (LM==3)
283             r = MULT16_16_Q14(23170, MIN32(23169, r));
284          r = SHR16(MIN16(thresh, r),1);
285          r = SHR32(MULT16_16_Q15(sqrt_1, r),shift);
286 #else
287          /* r needs to be multiplied by 2 or 2*sqrt(2) depending on LM because
288             short blocks don't have the same energy as long */
289          r = 2.f*celt_exp2(-Ediff);
290          if (LM==3)
291             r *= 1.41421356f;
292          r = MIN16(thresh, r);
293          r = r*sqrt_1;
294 #endif
295          X = X_+c*size+(m->eBands[i]<<LM);
296          for (k=0;k<1<<LM;k++)
297          {
298             /* Detect collapse */
299             if (!(collapse_masks[i*C+c]&1<<k))
300             {
301                /* Fill with noise */
302                for (j=0;j<N0;j++)
303                {
304                   seed = celt_lcg_rand(seed);
305                   X[(j<<LM)+k] = (seed&0x8000 ? r : -r);
306                }
307                renormalize = 1;
308             }
309          }
310          /* We just added some energy, so we need to renormalise */
311          if (renormalize)
312             renormalise_vector(X, N0<<LM, Q15ONE);
313       } while (++c<C);
314    }
315 }
316
317 static void intensity_stereo(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_norm *Y, const celt_ener *bandE, int bandID, int N)
318 {
319    int i = bandID;
320    int j;
321    opus_val16 a1, a2;
322    opus_val16 left, right;
323    opus_val16 norm;
324 #ifdef FIXED_POINT
325    int shift = celt_zlog2(MAX32(bandE[i], bandE[i+m->nbEBands]))-13;
326 #endif
327    left = VSHR32(bandE[i],shift);
328    right = VSHR32(bandE[i+m->nbEBands],shift);
329    norm = EPSILON + celt_sqrt(EPSILON+MULT16_16(left,left)+MULT16_16(right,right));
330    a1 = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(left),14),norm);
331    a2 = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(right),14),norm);
332    for (j=0;j<N;j++)
333    {
334       celt_norm r, l;
335       l = X[j];
336       r = Y[j];
337       X[j] = MULT16_16_Q14(a1,l) + MULT16_16_Q14(a2,r);
338       /* Side is not encoded, no need to calculate */
339    }
340 }
341
342 static void stereo_split(celt_norm *X, celt_norm *Y, int N)
343 {
344    int j;
345    for (j=0;j<N;j++)
346    {
347       celt_norm r, l;
348       l = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), X[j]);
349       r = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), Y[j]);
350       X[j] = l+r;
351       Y[j] = r-l;
352    }
353 }
354
355 static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, opus_val16 mid, int N)
356 {
357    int j;
358    opus_val32 xp=0, side=0;
359    opus_val32 El, Er;
360    opus_val16 mid2;
361 #ifdef FIXED_POINT
362    int kl, kr;
363 #endif
364    opus_val32 t, lgain, rgain;
365
366    /* Compute the norm of X+Y and X-Y as |X|^2 + |Y|^2 +/- sum(xy) */
367    for (j=0;j<N;j++)
368    {
369       xp = MAC16_16(xp, X[j], Y[j]);
370       side = MAC16_16(side, Y[j], Y[j]);
371    }
372    /* Compensating for the mid normalization */
373    xp = MULT16_32_Q15(mid, xp);
374    /* mid and side are in Q15, not Q14 like X and Y */
375    mid2 = SHR32(mid, 1);
376    El = MULT16_16(mid2, mid2) + side - 2*xp;
377    Er = MULT16_16(mid2, mid2) + side + 2*xp;
378    if (Er < QCONST32(6e-4f, 28) || El < QCONST32(6e-4f, 28))
379    {
380       for (j=0;j<N;j++)
381          Y[j] = X[j];
382       return;
383    }
384
385 #ifdef FIXED_POINT
386    kl = celt_ilog2(El)>>1;
387    kr = celt_ilog2(Er)>>1;
388 #endif
389    t = VSHR32(El, (kl-7)<<1);
390    lgain = celt_rsqrt_norm(t);
391    t = VSHR32(Er, (kr-7)<<1);
392    rgain = celt_rsqrt_norm(t);
393
394 #ifdef FIXED_POINT
395    if (kl < 7)
396       kl = 7;
397    if (kr < 7)
398       kr = 7;
399 #endif
400
401    for (j=0;j<N;j++)
402    {
403       celt_norm r, l;
404       /* Apply mid scaling (side is already scaled) */
405       l = MULT16_16_Q15(mid, X[j]);
406       r = Y[j];
407       X[j] = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(lgain, SUB16(l,r)), kl+1));
408       Y[j] = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(rgain, ADD16(l,r)), kr+1));
409    }
410 }
411
412 /* Decide whether we should spread the pulses in the current frame */
413 int spreading_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, int *average,
414       int last_decision, int *hf_average, int *tapset_decision, int update_hf,
415       int end, int C, int M)
416 {
417    int i, c, N0;
418    int sum = 0, nbBands=0;
419    const opus_int16 * OPUS_RESTRICT eBands = m->eBands;
420    int decision;
421    int hf_sum=0;
422
423    celt_assert(end>0);
424
425    N0 = M*m->shortMdctSize;
426
427    if (M*(eBands[end]-eBands[end-1]) <= 8)
428       return SPREAD_NONE;
429    c=0; do {
430       for (i=0;i<end;i++)
431       {
432          int j, N, tmp=0;
433          int tcount[3] = {0,0,0};
434          celt_norm * OPUS_RESTRICT x = X+M*eBands[i]+c*N0;
435          N = M*(eBands[i+1]-eBands[i]);
436          if (N<=8)
437             continue;
438          /* Compute rough CDF of |x[j]| */
439          for (j=0;j<N;j++)
440          {
441             opus_val32 x2N; /* Q13 */
442
443             x2N = MULT16_16(MULT16_16_Q15(x[j], x[j]), N);
444             if (x2N < QCONST16(0.25f,13))
445                tcount[0]++;
446             if (x2N < QCONST16(0.0625f,13))
447                tcount[1]++;
448             if (x2N < QCONST16(0.015625f,13))
449                tcount[2]++;
450          }
451
452          /* Only include four last bands (8 kHz and up) */
453          if (i>m->nbEBands-4)
454             hf_sum += 32*(tcount[1]+tcount[0])/N;
455          tmp = (2*tcount[2] >= N) + (2*tcount[1] >= N) + (2*tcount[0] >= N);
456          sum += tmp*256;
457          nbBands++;
458       }
459    } while (++c<C);
460
461    if (update_hf)
462    {
463       if (hf_sum)
464          hf_sum /= C*(4-m->nbEBands+end);
465       *hf_average = (*hf_average+hf_sum)>>1;
466       hf_sum = *hf_average;
467       if (*tapset_decision==2)
468          hf_sum += 4;
469       else if (*tapset_decision==0)
470          hf_sum -= 4;
471       if (hf_sum > 22)
472          *tapset_decision=2;
473       else if (hf_sum > 18)
474          *tapset_decision=1;
475       else
476          *tapset_decision=0;
477    }
478    /*printf("%d %d %d\n", hf_sum, *hf_average, *tapset_decision);*/
479    celt_assert(nbBands>0); /*M*(eBands[end]-eBands[end-1]) <= 8 assures this*/
480    sum /= nbBands;
481    /* Recursive averaging */
482    sum = (sum+*average)>>1;
483    *average = sum;
484    /* Hysteresis */
485    sum = (3*sum + (((3-last_decision)<<7) + 64) + 2)>>2;
486    if (sum < 80)
487    {
488       decision = SPREAD_AGGRESSIVE;
489    } else if (sum < 256)
490    {
491       decision = SPREAD_NORMAL;
492    } else if (sum < 384)
493    {
494       decision = SPREAD_LIGHT;
495    } else {
496       decision = SPREAD_NONE;
497    }
498 #ifdef FUZZING
499    decision = rand()&0x3;
500    *tapset_decision=rand()%3;
501 #endif
502    return decision;
503 }
504
505 #ifdef MEASURE_NORM_MSE
506
507 float MSE[30] = {0};
508 int nbMSEBands = 0;
509 int MSECount[30] = {0};
510
511 void dump_norm_mse(void)
512 {
513    int i;
514    for (i=0;i<nbMSEBands;i++)
515    {
516       printf ("%g ", MSE[i]/MSECount[i]);
517    }
518    printf ("\n");
519 }
520
521 void measure_norm_mse(const CELTMode *m, float *X, float *X0, float *bandE, float *bandE0, int M, int N, int C)
522 {
523    static int init = 0;
524    int i;
525    if (!init)
526    {
527       atexit(dump_norm_mse);
528       init = 1;
529    }
530    for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
531    {
532       int j;
533       int c;
534       float g;
535       if (bandE0[i]<10 || (C==2 && bandE0[i+m->nbEBands]<1))
536          continue;
537       c=0; do {
538          g = bandE[i+c*m->nbEBands]/(1e-15+bandE0[i+c*m->nbEBands]);
539          for (j=M*m->eBands[i];j<M*m->eBands[i+1];j++)
540             MSE[i] += (g*X[j+c*N]-X0[j+c*N])*(g*X[j+c*N]-X0[j+c*N]);
541       } while (++c<C);
542       MSECount[i]+=C;
543    }
544    nbMSEBands = m->nbEBands;
545 }
546
547 #endif
548
549 /* Indexing table for converting from natural Hadamard to ordery Hadamard
550    This is essentially a bit-reversed Gray, on top of which we've added
551    an inversion of the order because we want the DC at the end rather than
552    the beginning. The lines are for N=2, 4, 8, 16 */
553 static const int ordery_table[] = {
554        1,  0,
555        3,  0,  2,  1,
556        7,  0,  4,  3,  6,  1,  5,  2,
557       15,  0,  8,  7, 12,  3, 11,  4, 14,  1,  9,  6, 13,  2, 10,  5,
558 };
559
560 static void deinterleave_hadamard(celt_norm *X, int N0, int stride, int hadamard)
561 {
562    int i,j;
563    VARDECL(celt_norm, tmp);
564    int N;
565    SAVE_STACK;
566    N = N0*stride;
567    ALLOC(tmp, N, celt_norm);
568    celt_assert(stride>0);
569    if (hadamard)
570    {
571       const int *ordery = ordery_table+stride-2;
572       for (i=0;i<stride;i++)
573       {
574          for (j=0;j<N0;j++)
575             tmp[ordery[i]*N0+j] = X[j*stride+i];
576       }
577    } else {
578       for (i=0;i<stride;i++)
579          for (j=0;j<N0;j++)
580             tmp[i*N0+j] = X[j*stride+i];
581    }
582    for (j=0;j<N;j++)
583       X[j] = tmp[j];
584    RESTORE_STACK;
585 }
586
587 static void interleave_hadamard(celt_norm *X, int N0, int stride, int hadamard)
588 {
589    int i,j;
590    VARDECL(celt_norm, tmp);
591    int N;
592    SAVE_STACK;
593    N = N0*stride;
594    ALLOC(tmp, N, celt_norm);
595    if (hadamard)
596    {
597       const int *ordery = ordery_table+stride-2;
598       for (i=0;i<stride;i++)
599          for (j=0;j<N0;j++)
600             tmp[j*stride+i] = X[ordery[i]*N0+j];
601    } else {
602       for (i=0;i<stride;i++)
603          for (j=0;j<N0;j++)
604             tmp[j*stride+i] = X[i*N0+j];
605    }
606    for (j=0;j<N;j++)
607       X[j] = tmp[j];
608    RESTORE_STACK;
609 }
610
611 void haar1(celt_norm *X, int N0, int stride)
612 {
613    int i, j;
614    N0 >>= 1;
615    for (i=0;i<stride;i++)
616       for (j=0;j<N0;j++)
617       {
618          celt_norm tmp1, tmp2;
619          tmp1 = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), X[stride*2*j+i]);
620          tmp2 = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), X[stride*(2*j+1)+i]);
621          X[stride*2*j+i] = tmp1 + tmp2;
622          X[stride*(2*j+1)+i] = tmp1 - tmp2;
623       }
624 }
625
626 static int compute_qn(int N, int b, int offset, int pulse_cap, int stereo)
627 {
628    static const opus_int16 exp2_table8[8] =
629       {16384, 17866, 19483, 21247, 23170, 25267, 27554, 30048};
630    int qn, qb;
631    int N2 = 2*N-1;
632    if (stereo && N==2)
633       N2--;
634    /* The upper limit ensures that in a stereo split with itheta==16384, we'll
635        always have enough bits left over to code at least one pulse in the
636        side; otherwise it would collapse, since it doesn't get folded. */
637    qb = IMIN(b-pulse_cap-(4<<BITRES), (b+N2*offset)/N2);
638
639    qb = IMIN(8<<BITRES, qb);
640
641    if (qb<(1<<BITRES>>1)) {
642       qn = 1;
643    } else {
644       qn = exp2_table8[qb&0x7]>>(14-(qb>>BITRES));
645       qn = (qn+1)>>1<<1;
646    }
647    celt_assert(qn <= 256);
648    return qn;
649 }
650
651 struct split_ctx {
652    int inv;
653    int imid;
654    int iside;
655    int delta;
656    int itheta;
657    int qalloc;
658 };
659
660 static void compute_theta(struct split_ctx *ctx, int encode, const CELTMode *m,
661       int i, celt_norm *X, celt_norm *Y, int N, int *b, int B, int B0,
662       int intensity, ec_ctx *ec, opus_int32 *remaining_bits, int LM,
663       const celt_ener *bandE, int stereo, int *fill)
664 {
665    int qn;
666    int itheta=0;
667    int delta;
668    int imid, iside;
669    int qalloc;
670    int pulse_cap;
671    int offset;
672    opus_int32 tell;
673    int inv=0;
674
675    /* Decide on the resolution to give to the split parameter theta */
676    pulse_cap = m->logN[i]+LM*(1<<BITRES);
677    offset = (pulse_cap>>1) - (stereo&&N==2 ? QTHETA_OFFSET_TWOPHASE : QTHETA_OFFSET);
678    qn = compute_qn(N, *b, offset, pulse_cap, stereo);
679    if (stereo && i>=intensity)
680       qn = 1;
681    if (encode)
682    {
683       /* theta is the atan() of the ratio between the (normalized)
684          side and mid. With just that parameter, we can re-scale both
685          mid and side because we know that 1) they have unit norm and
686          2) they are orthogonal. */
687       itheta = stereo_itheta(X, Y, stereo, N);
688    }
689    tell = ec_tell_frac(ec);
690    if (qn!=1)
691    {
692       if (encode)
693          itheta = (itheta*qn+8192)>>14;
694
695       /* Entropy coding of the angle. We use a uniform pdf for the
696          time split, a step for stereo, and a triangular one for the rest. */
697       if (stereo && N>2)
698       {
699          int p0 = 3;
700          int x = itheta;
701          int x0 = qn/2;
702          int ft = p0*(x0+1) + x0;
703          /* Use a probability of p0 up to itheta=8192 and then use 1 after */
704          if (encode)
705          {
706             ec_encode(ec,x<=x0?p0*x:(x-1-x0)+(x0+1)*p0,x<=x0?p0*(x+1):(x-x0)+(x0+1)*p0,ft);
707          } else {
708             int fs;
709             fs=ec_decode(ec,ft);
710             if (fs<(x0+1)*p0)
711                x=fs/p0;
712             else
713                x=x0+1+(fs-(x0+1)*p0);
714             ec_dec_update(ec,x<=x0?p0*x:(x-1-x0)+(x0+1)*p0,x<=x0?p0*(x+1):(x-x0)+(x0+1)*p0,ft);
715             itheta = x;
716          }
717       } else if (B0>1 || stereo) {
718          /* Uniform pdf */
719          if (encode)
720             ec_enc_uint(ec, itheta, qn+1);
721          else
722             itheta = ec_dec_uint(ec, qn+1);
723       } else {
724          int fs=1, ft;
725          ft = ((qn>>1)+1)*((qn>>1)+1);
726          if (encode)
727          {
728             int fl;
729
730             fs = itheta <= (qn>>1) ? itheta + 1 : qn + 1 - itheta;
731             fl = itheta <= (qn>>1) ? itheta*(itheta + 1)>>1 :
732              ft - ((qn + 1 - itheta)*(qn + 2 - itheta)>>1);
733
734             ec_encode(ec, fl, fl+fs, ft);
735          } else {
736             /* Triangular pdf */
737             int fl=0;
738             int fm;
739             fm = ec_decode(ec, ft);
740
741             if (fm < ((qn>>1)*((qn>>1) + 1)>>1))
742             {
743                itheta = (isqrt32(8*(opus_uint32)fm + 1) - 1)>>1;
744                fs = itheta + 1;
745                fl = itheta*(itheta + 1)>>1;
746             }
747             else
748             {
749                itheta = (2*(qn + 1)
750                 - isqrt32(8*(opus_uint32)(ft - fm - 1) + 1))>>1;
751                fs = qn + 1 - itheta;
752                fl = ft - ((qn + 1 - itheta)*(qn + 2 - itheta)>>1);
753             }
754
755             ec_dec_update(ec, fl, fl+fs, ft);
756          }
757       }
758       itheta = (opus_int32)itheta*16384/qn;
759       if (encode && stereo)
760       {
761          if (itheta==0)
762             intensity_stereo(m, X, Y, bandE, i, N);
763          else
764             stereo_split(X, Y, N);
765       }
766       /* NOTE: Renormalising X and Y *may* help fixed-point a bit at very high rate.
767                Let's do that at higher complexity */
768    } else if (stereo) {
769       if (encode)
770       {
771          inv = itheta > 8192;
772          if (inv)
773          {
774             int j;
775             for (j=0;j<N;j++)
776                Y[j] = -Y[j];
777          }
778          intensity_stereo(m, X, Y, bandE, i, N);
779       }
780       if (*b>2<<BITRES && *remaining_bits > 2<<BITRES)
781       {
782          if (encode)
783             ec_enc_bit_logp(ec, inv, 2);
784          else
785             inv = ec_dec_bit_logp(ec, 2);
786       } else
787          inv = 0;
788       itheta = 0;
789    }
790    qalloc = ec_tell_frac(ec) - tell;
791    *b -= qalloc;
792
793    if (itheta == 0)
794    {
795       imid = 32767;
796       iside = 0;
797       *fill &= (1<<B)-1;
798       delta = -16384;
799    } else if (itheta == 16384)
800    {
801       imid = 0;
802       iside = 32767;
803       *fill &= ((1<<B)-1)<<B;
804       delta = 16384;
805    } else {
806       imid = bitexact_cos((opus_int16)itheta);
807       iside = bitexact_cos((opus_int16)(16384-itheta));
808       /* This is the mid vs side allocation that minimizes squared error
809          in that band. */
810       delta = FRAC_MUL16((N-1)<<7,bitexact_log2tan(iside,imid));
811    }
812
813    ctx->inv = inv;
814    ctx->imid = imid;
815    ctx->iside = iside;
816    ctx->delta = delta;
817    ctx->itheta = itheta;
818    ctx->qalloc = qalloc;
819 }
820 static unsigned quant_band_n1(int encode, celt_norm *X, celt_norm *Y, int b,
821       opus_int32 *remaining_bits, ec_ctx *ec, celt_norm *lowband_out)
822 {
823 #ifdef RESYNTH
824    int resynth = 1;
825 #else
826    int resynth = !encode;
827 #endif
828    int c;
829    int stereo;
830    celt_norm *x = X;
831    stereo = Y != NULL;
832    c=0; do {
833       int sign=0;
834       if (*remaining_bits>=1<<BITRES)
835       {
836          if (encode)
837          {
838             sign = x[0]<0;
839             ec_enc_bits(ec, sign, 1);
840          } else {
841             sign = ec_dec_bits(ec, 1);
842          }
843          *remaining_bits -= 1<<BITRES;
844          b-=1<<BITRES;
845       }
846       if (resynth)
847          x[0] = sign ? -NORM_SCALING : NORM_SCALING;
848       x = Y;
849    } while (++c<1+stereo);
850    if (lowband_out)
851       lowband_out[0] = SHR16(X[0],4);
852    return 1;
853 }
854
855 /* This function is responsible for encoding and decoding a mono partition.
856    It can split the band in two and transmit the energy difference with
857    the two half-bands. It can be called recursively so bands can end up being
858    split in 8 parts. */
859 static unsigned quant_partition(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X,
860       int N, int b, int spread, int B, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
861       opus_int32 *remaining_bits, int LM,
862       opus_uint32 *seed, opus_val16 gain, int fill)
863 {
864    const unsigned char *cache;
865    int q;
866    int curr_bits;
867    int imid=0, iside=0;
868    int N_B=N;
869    int B0=B;
870    opus_val16 mid=0, side=0;
871    unsigned cm=0;
872 #ifdef RESYNTH
873    int resynth = 1;
874 #else
875    int resynth = !encode;
876 #endif
877    celt_norm *Y=NULL;
878
879    N_B /= B;
880
881    /* If we need 1.5 more bit than we can produce, split the band in two. */
882    cache = m->cache.bits + m->cache.index[(LM+1)*m->nbEBands+i];
883    if (LM != -1 && b > cache[cache[0]]+12 && N>2)
884    {
885       int mbits, sbits, delta;
886       int itheta;
887       int qalloc;
888       struct split_ctx ctx;
889       celt_norm *next_lowband2=NULL;
890       opus_int32 rebalance;
891
892       N >>= 1;
893       Y = X+N;
894       LM -= 1;
895       if (B==1)
896          fill = (fill&1)|(fill<<1);
897       B = (B+1)>>1;
898
899       compute_theta(&ctx, encode, m, i, X, Y, N, &b, B, B0, 0, ec,
900             remaining_bits, LM, NULL, 0, &fill);
901       imid = ctx.imid;
902       iside = ctx.iside;
903       delta = ctx.delta;
904       itheta = ctx.itheta;
905       qalloc = ctx.qalloc;
906 #ifdef FIXED_POINT
907       mid = imid;
908       side = iside;
909 #else
910       mid = (1.f/32768)*imid;
911       side = (1.f/32768)*iside;
912 #endif
913
914       /* Give more bits to low-energy MDCTs than they would otherwise deserve */
915       if (B0>1 && (itheta&0x3fff))
916       {
917          if (itheta > 8192)
918             /* Rough approximation for pre-echo masking */
919             delta -= delta>>(4-LM);
920          else
921             /* Corresponds to a forward-masking slope of 1.5 dB per 10 ms */
922             delta = IMIN(0, delta + (N<<BITRES>>(5-LM)));
923       }
924       mbits = IMAX(0, IMIN(b, (b-delta)/2));
925       sbits = b-mbits;
926       *remaining_bits -= qalloc;
927
928       if (lowband)
929          next_lowband2 = lowband+N; /* >32-bit split case */
930
931       rebalance = *remaining_bits;
932       if (mbits >= sbits)
933       {
934          cm = quant_partition(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B,
935                lowband, ec, remaining_bits, LM,
936                seed, MULT16_16_P15(gain,mid), fill);
937          rebalance = mbits - (rebalance-*remaining_bits);
938          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=0)
939             sbits += rebalance - (3<<BITRES);
940          cm |= quant_partition(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B,
941                next_lowband2, ec, remaining_bits, LM,
942                seed, MULT16_16_P15(gain,side), fill>>B)<<(B0>>1);
943       } else {
944          cm = quant_partition(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B,
945                next_lowband2, ec, remaining_bits, LM,
946                seed, MULT16_16_P15(gain,side), fill>>B)<<(B0>>1);
947          rebalance = sbits - (rebalance-*remaining_bits);
948          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=16384)
949             mbits += rebalance - (3<<BITRES);
950          cm |= quant_partition(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B,
951                lowband, ec, remaining_bits, LM,
952                seed, MULT16_16_P15(gain,mid), fill);
953       }
954    } else {
955       /* This is the basic no-split case */
956       q = bits2pulses(m, i, LM, b);
957       curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
958       *remaining_bits -= curr_bits;
959
960       /* Ensures we can never bust the budget */
961       while (*remaining_bits < 0 && q > 0)
962       {
963          *remaining_bits += curr_bits;
964          q--;
965          curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
966          *remaining_bits -= curr_bits;
967       }
968
969       if (q!=0)
970       {
971          int K = get_pulses(q);
972
973          /* Finally do the actual quantization */
974          if (encode)
975          {
976             cm = alg_quant(X, N, K, spread, B, ec
977 #ifdef RESYNTH
978                  , gain
979 #endif
980                  );
981          } else {
982             cm = alg_unquant(X, N, K, spread, B, ec, gain);
983          }
984       } else {
985          /* If there's no pulse, fill the band anyway */
986          int j;
987          if (resynth)
988          {
989             unsigned cm_mask;
990             /* B can be as large as 16, so this shift might overflow an int on a
991                16-bit platform; use a long to get defined behavior.*/
992             cm_mask = (unsigned)(1UL<<B)-1;
993             fill &= cm_mask;
994             if (!fill)
995             {
996                for (j=0;j<N;j++)
997                   X[j] = 0;
998             } else {
999                if (lowband == NULL)
1000                {
1001                   /* Noise */
1002                   for (j=0;j<N;j++)
1003                   {
1004                      *seed = celt_lcg_rand(*seed);
1005                      X[j] = (celt_norm)((opus_int32)*seed>>20);
1006                   }
1007                   cm = cm_mask;
1008                } else {
1009                   /* Folded spectrum */
1010                   for (j=0;j<N;j++)
1011                   {
1012                      opus_val16 tmp;
1013                      *seed = celt_lcg_rand(*seed);
1014                      /* About 48 dB below the "normal" folding level */
1015                      tmp = QCONST16(1.0f/256, 10);
1016                      tmp = (*seed)&0x8000 ? tmp : -tmp;
1017                      X[j] = lowband[j]+tmp;
1018                   }
1019                   cm = fill;
1020                }
1021                renormalise_vector(X, N, gain);
1022             }
1023          }
1024       }
1025    }
1026
1027    return cm;
1028 }
1029
1030
1031 /* This function is responsible for encoding and decoding a band for the mono case. */
1032 static unsigned quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X,
1033       int N, int b, int spread, int B, int tf_change, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
1034       opus_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out,
1035       opus_uint32 *seed, opus_val16 gain, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
1036 {
1037    int N0=N;
1038    int N_B=N;
1039    int N_B0;
1040    int B0=B;
1041    int time_divide=0;
1042    int recombine=0;
1043    int longBlocks;
1044    unsigned cm=0;
1045 #ifdef RESYNTH
1046    int resynth = 1;
1047 #else
1048    int resynth = !encode;
1049 #endif
1050    int k;
1051
1052    longBlocks = B0==1;
1053
1054    N_B /= B;
1055    N_B0 = N_B;
1056
1057    /* Special case for one sample */
1058    if (N==1)
1059    {
1060       return quant_band_n1(encode, X, NULL, b, remaining_bits, ec, lowband_out);
1061    }
1062
1063    if (tf_change>0)
1064       recombine = tf_change;
1065    /* Band recombining to increase frequency resolution */
1066
1067    if (lowband_scratch && lowband && (recombine || ((N_B&1) == 0 && tf_change<0) || B0>1))
1068    {
1069       int j;
1070       for (j=0;j<N;j++)
1071          lowband_scratch[j] = lowband[j];
1072       lowband = lowband_scratch;
1073    }
1074
1075    for (k=0;k<recombine;k++)
1076    {
1077       static const unsigned char bit_interleave_table[16]={
1078             0,1,1,1,2,3,3,3,2,3,3,3,2,3,3,3
1079       };
1080       if (encode)
1081          haar1(X, N>>k, 1<<k);
1082       if (lowband)
1083          haar1(lowband, N>>k, 1<<k);
1084       fill = bit_interleave_table[fill&0xF]|bit_interleave_table[fill>>4]<<2;
1085    }
1086    B>>=recombine;
1087    N_B<<=recombine;
1088
1089    /* Increasing the time resolution */
1090    while ((N_B&1) == 0 && tf_change<0)
1091    {
1092       if (encode)
1093          haar1(X, N_B, B);
1094       if (lowband)
1095          haar1(lowband, N_B, B);
1096       fill |= fill<<B;
1097       B <<= 1;
1098       N_B >>= 1;
1099       time_divide++;
1100       tf_change++;
1101    }
1102    B0=B;
1103    N_B0 = N_B;
1104
1105    /* Reorganize the samples in time order instead of frequency order */
1106    if (B0>1)
1107    {
1108       if (encode)
1109          deinterleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1110       if (lowband)
1111          deinterleave_hadamard(lowband, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1112    }
1113
1114    cm = quant_partition(encode, m, i, X, N, b, spread, B, lowband, ec,
1115          remaining_bits, LM, seed, gain, fill);
1116
1117    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
1118    if (resynth)
1119    {
1120       /* Undo the sample reorganization going from time order to frequency order */
1121       if (B0>1)
1122          interleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1123
1124       /* Undo time-freq changes that we did earlier */
1125       N_B = N_B0;
1126       B = B0;
1127       for (k=0;k<time_divide;k++)
1128       {
1129          B >>= 1;
1130          N_B <<= 1;
1131          cm |= cm>>B;
1132          haar1(X, N_B, B);
1133       }
1134
1135       for (k=0;k<recombine;k++)
1136       {
1137          static const unsigned char bit_deinterleave_table[16]={
1138                0x00,0x03,0x0C,0x0F,0x30,0x33,0x3C,0x3F,
1139                0xC0,0xC3,0xCC,0xCF,0xF0,0xF3,0xFC,0xFF
1140          };
1141          cm = bit_deinterleave_table[cm];
1142          haar1(X, N0>>k, 1<<k);
1143       }
1144       B<<=recombine;
1145
1146       /* Scale output for later folding */
1147       if (lowband_out)
1148       {
1149          int j;
1150          opus_val16 n;
1151          n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N0),22));
1152          for (j=0;j<N0;j++)
1153             lowband_out[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
1154       }
1155       cm &= (1<<B)-1;
1156    }
1157    return cm;
1158 }
1159
1160
1161 /* This function is responsible for encoding and decoding a band for the stereo case. */
1162 static unsigned quant_band_stereo(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_norm *Y,
1163       int N, int b, int spread, int B, int intensity, int tf_change, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
1164       opus_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out, const celt_ener *bandE,
1165       opus_uint32 *seed, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
1166 {
1167    int imid=0, iside=0;
1168    int inv = 0;
1169    opus_val16 mid=0, side=0;
1170    unsigned cm=0;
1171 #ifdef RESYNTH
1172    int resynth = 1;
1173 #else
1174    int resynth = !encode;
1175 #endif
1176    int mbits, sbits, delta;
1177    int itheta;
1178    int qalloc;
1179    struct split_ctx ctx;
1180    int orig_fill;
1181
1182
1183    /* Special case for one sample */
1184    if (N==1)
1185    {
1186       return quant_band_n1(encode, X, Y, b, remaining_bits, ec, lowband_out);
1187    }
1188
1189    orig_fill = fill;
1190
1191    compute_theta(&ctx, encode, m, i, X, Y, N, &b, B, B, intensity, ec,
1192          remaining_bits, LM, bandE, 1, &fill);
1193    inv = ctx.inv;
1194    imid = ctx.imid;
1195    iside = ctx.iside;
1196    delta = ctx.delta;
1197    itheta = ctx.itheta;
1198    qalloc = ctx.qalloc;
1199 #ifdef FIXED_POINT
1200    mid = imid;
1201    side = iside;
1202 #else
1203    mid = (1.f/32768)*imid;
1204    side = (1.f/32768)*iside;
1205 #endif
1206
1207    /* This is a special case for N=2 that only works for stereo and takes
1208       advantage of the fact that mid and side are orthogonal to encode
1209       the side with just one bit. */
1210    if (N==2)
1211    {
1212       int c;
1213       int sign=0;
1214       celt_norm *x2, *y2;
1215       mbits = b;
1216       sbits = 0;
1217       /* Only need one bit for the side. */
1218       if (itheta != 0 && itheta != 16384)
1219          sbits = 1<<BITRES;
1220       mbits -= sbits;
1221       c = itheta > 8192;
1222       *remaining_bits -= qalloc+sbits;
1223
1224       x2 = c ? Y : X;
1225       y2 = c ? X : Y;
1226       if (sbits)
1227       {
1228          if (encode)
1229          {
1230             /* Here we only need to encode a sign for the side. */
1231             sign = x2[0]*y2[1] - x2[1]*y2[0] < 0;
1232             ec_enc_bits(ec, sign, 1);
1233          } else {
1234             sign = ec_dec_bits(ec, 1);
1235          }
1236       }
1237       sign = 1-2*sign;
1238       /* We use orig_fill here because we want to fold the side, but if
1239          itheta==16384, we'll have cleared the low bits of fill. */
1240       cm = quant_band(encode, m, i, x2, N, mbits, spread, B, tf_change, lowband, ec,
1241             remaining_bits, LM, lowband_out, seed, Q15ONE, lowband_scratch, orig_fill);
1242       /* We don't split N=2 bands, so cm is either 1 or 0 (for a fold-collapse),
1243          and there's no need to worry about mixing with the other channel. */
1244       y2[0] = -sign*x2[1];
1245       y2[1] = sign*x2[0];
1246       if (resynth)
1247       {
1248          celt_norm tmp;
1249          X[0] = MULT16_16_Q15(mid, X[0]);
1250          X[1] = MULT16_16_Q15(mid, X[1]);
1251          Y[0] = MULT16_16_Q15(side, Y[0]);
1252          Y[1] = MULT16_16_Q15(side, Y[1]);
1253          tmp = X[0];
1254          X[0] = SUB16(tmp,Y[0]);
1255          Y[0] = ADD16(tmp,Y[0]);
1256          tmp = X[1];
1257          X[1] = SUB16(tmp,Y[1]);
1258          Y[1] = ADD16(tmp,Y[1]);
1259       }
1260    } else {
1261       /* "Normal" split code */
1262       opus_int32 rebalance;
1263
1264       mbits = IMAX(0, IMIN(b, (b-delta)/2));
1265       sbits = b-mbits;
1266       *remaining_bits -= qalloc;
1267
1268       rebalance = *remaining_bits;
1269       if (mbits >= sbits)
1270       {
1271          /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1272             mid for folding later. */
1273          cm = quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, tf_change,
1274                lowband, ec, remaining_bits, LM, lowband_out,
1275                seed, Q15ONE, lowband_scratch, fill);
1276          rebalance = mbits - (rebalance-*remaining_bits);
1277          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=0)
1278             sbits += rebalance - (3<<BITRES);
1279
1280          /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1281             folding will be done to the side. */
1282          cm |= quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, tf_change,
1283                NULL, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1284                seed, side, NULL, fill>>B);
1285       } else {
1286          /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1287             folding will be done to the side. */
1288          cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, tf_change,
1289                NULL, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1290                seed, side, NULL, fill>>B);
1291          rebalance = sbits - (rebalance-*remaining_bits);
1292          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=16384)
1293             mbits += rebalance - (3<<BITRES);
1294          /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1295             mid for folding later. */
1296          cm |= quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, tf_change,
1297                lowband, ec, remaining_bits, LM, lowband_out,
1298                seed, Q15ONE, lowband_scratch, fill);
1299       }
1300    }
1301
1302
1303    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
1304    if (resynth)
1305    {
1306       if (N!=2)
1307          stereo_merge(X, Y, mid, N);
1308       if (inv)
1309       {
1310          int j;
1311          for (j=0;j<N;j++)
1312             Y[j] = -Y[j];
1313       }
1314    }
1315    return cm;
1316 }
1317
1318
1319 void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end,
1320       celt_norm *X_, celt_norm *Y_, unsigned char *collapse_masks, const celt_ener *bandE, int *pulses,
1321       int shortBlocks, int spread, int dual_stereo, int intensity, int *tf_res,
1322       opus_int32 total_bits, opus_int32 balance, ec_ctx *ec, int LM, int codedBands, opus_uint32 *seed)
1323 {
1324    int i;
1325    opus_int32 remaining_bits;
1326    const opus_int16 * OPUS_RESTRICT eBands = m->eBands;
1327    celt_norm * OPUS_RESTRICT norm, * OPUS_RESTRICT norm2;
1328    VARDECL(celt_norm, _norm);
1329    celt_norm *lowband_scratch;
1330    int B;
1331    int M;
1332    int lowband_offset;
1333    int update_lowband = 1;
1334    int C = Y_ != NULL ? 2 : 1;
1335    int norm_offset;
1336 #ifdef RESYNTH
1337    int resynth = 1;
1338 #else
1339    int resynth = !encode;
1340 #endif
1341    SAVE_STACK;
1342
1343    M = 1<<LM;
1344    B = shortBlocks ? M : 1;
1345    norm_offset = M*eBands[start];
1346    /* No need to allocate norm for the last band because we don't need an
1347       output in that band. */
1348    ALLOC(_norm, C*(M*eBands[m->nbEBands-1]-norm_offset), celt_norm);
1349    norm = _norm;
1350    norm2 = norm + M*eBands[m->nbEBands-1]-norm_offset;
1351    /* We can use the last band as scratch space because we don't need that
1352       scratch space for the last band. */
1353    lowband_scratch = X_+M*eBands[m->nbEBands-1];
1354
1355    lowband_offset = 0;
1356    for (i=start;i<end;i++)
1357    {
1358       opus_int32 tell;
1359       int b;
1360       int N;
1361       opus_int32 curr_balance;
1362       int effective_lowband=-1;
1363       celt_norm * OPUS_RESTRICT X, * OPUS_RESTRICT Y;
1364       int tf_change=0;
1365       unsigned x_cm;
1366       unsigned y_cm;
1367       int last;
1368
1369       last = (i==end-1);
1370
1371       X = X_+M*eBands[i];
1372       if (Y_!=NULL)
1373          Y = Y_+M*eBands[i];
1374       else
1375          Y = NULL;
1376       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
1377       tell = ec_tell_frac(ec);
1378
1379       /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
1380       if (i != start)
1381          balance -= tell;
1382       remaining_bits = total_bits-tell-1;
1383       if (i <= codedBands-1)
1384       {
1385          curr_balance = balance / IMIN(3, codedBands-i);
1386          b = IMAX(0, IMIN(16383, IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance)));
1387       } else {
1388          b = 0;
1389       }
1390
1391       if (resynth && M*eBands[i]-N >= M*eBands[start] && (update_lowband || lowband_offset==0))
1392             lowband_offset = i;
1393
1394       tf_change = tf_res[i];
1395       if (i>=m->effEBands)
1396       {
1397          X=norm;
1398          if (Y_!=NULL)
1399             Y = norm;
1400          lowband_scratch = NULL;
1401       }
1402       if (i==end-1)
1403          lowband_scratch = NULL;
1404
1405       /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
1406          going to be folding from. */
1407       if (lowband_offset != 0 && (spread!=SPREAD_AGGRESSIVE || B>1 || tf_change<0))
1408       {
1409          int fold_start;
1410          int fold_end;
1411          int fold_i;
1412          /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
1413          effective_lowband = IMAX(0, M*eBands[lowband_offset]-norm_offset-N);
1414          fold_start = lowband_offset;
1415          while(M*eBands[--fold_start] > effective_lowband+norm_offset);
1416          fold_end = lowband_offset-1;
1417          while(M*eBands[++fold_end] < effective_lowband+norm_offset+N);
1418          x_cm = y_cm = 0;
1419          fold_i = fold_start; do {
1420            x_cm |= collapse_masks[fold_i*C+0];
1421            y_cm |= collapse_masks[fold_i*C+C-1];
1422          } while (++fold_i<fold_end);
1423       }
1424       /* Otherwise, we'll be using the LCG to fold, so all blocks will (almost
1425          always) be non-zero. */
1426       else
1427          x_cm = y_cm = (1<<B)-1;
1428
1429       if (dual_stereo && i==intensity)
1430       {
1431          int j;
1432
1433          /* Switch off dual stereo to do intensity. */
1434          dual_stereo = 0;
1435          if (resynth)
1436             for (j=0;j<M*eBands[i]-norm_offset;j++)
1437                norm[j] = HALF32(norm[j]+norm2[j]);
1438       }
1439       if (dual_stereo)
1440       {
1441          x_cm = quant_band(encode, m, i, X, N, b/2, spread, B, tf_change,
1442                effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1443                last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm);
1444          y_cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, b/2, spread, B, tf_change,
1445                effective_lowband != -1 ? norm2+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1446                last?NULL:norm2+M*eBands[i]-norm_offset, seed, Q15ONE, lowband_scratch, y_cm);
1447       } else {
1448          if (Y!=NULL)
1449          {
1450             x_cm = quant_band_stereo(encode, m, i, X, Y, N, b, spread, B, intensity, tf_change,
1451                   effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1452                         last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, bandE, seed, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
1453          } else {
1454             x_cm = quant_band(encode, m, i, X, N, b, spread, B, tf_change,
1455                   effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1456                         last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
1457          }
1458          y_cm = x_cm;
1459       }
1460       collapse_masks[i*C+0] = (unsigned char)x_cm;
1461       collapse_masks[i*C+C-1] = (unsigned char)y_cm;
1462       balance += pulses[i] + tell;
1463
1464       /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth. */
1465       update_lowband = b>(N<<BITRES);
1466    }
1467    RESTORE_STACK;
1468 }
1469