Removes useless parameters and re-indents the code
[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       N >>= 1;
890       Y = X+N;
891       LM -= 1;
892       if (B==1)
893          fill = (fill&1)|(fill<<1);
894       B = (B+1)>>1;
895
896       compute_theta(&ctx, encode, m, i, X, Y, N, &b, B, B0, 0, ec,
897             remaining_bits, LM, NULL, 0, &fill);
898       imid = ctx.imid;
899       iside = ctx.iside;
900       delta = ctx.delta;
901       itheta = ctx.itheta;
902       qalloc = ctx.qalloc;
903 #ifdef FIXED_POINT
904       mid = imid;
905       side = iside;
906 #else
907       mid = (1.f/32768)*imid;
908       side = (1.f/32768)*iside;
909 #endif
910
911       celt_norm *next_lowband2=NULL;
912       opus_int32 rebalance;
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          /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
935                mid for folding later */
936          cm = quant_partition(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B,
937                lowband, ec, remaining_bits, LM,
938                seed, MULT16_16_P15(gain,mid), fill);
939          rebalance = mbits - (rebalance-*remaining_bits);
940          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=0)
941             sbits += rebalance - (3<<BITRES);
942
943          /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
944                folding will be done to the side. */
945          cm |= quant_partition(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B,
946                next_lowband2, ec, remaining_bits, LM,
947                seed, MULT16_16_P15(gain,side), fill>>B)<<((B0>>1)&(-1));
948       } else {
949          /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
950                folding will be done to the side. */
951          cm = quant_partition(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B,
952                next_lowband2, ec, remaining_bits, LM,
953                seed, MULT16_16_P15(gain,side), fill>>B)<<((B0>>1)&(-1));
954          rebalance = sbits - (rebalance-*remaining_bits);
955          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=16384)
956             mbits += rebalance - (3<<BITRES);
957          /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
958                mid for folding later */
959          cm |= quant_partition(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B,
960                lowband, ec, remaining_bits, LM,
961                seed, MULT16_16_P15(gain,mid), fill);
962       }
963    } else {
964       /* This is the basic no-split case */
965       q = bits2pulses(m, i, LM, b);
966       curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
967       *remaining_bits -= curr_bits;
968
969       /* Ensures we can never bust the budget */
970       while (*remaining_bits < 0 && q > 0)
971       {
972          *remaining_bits += curr_bits;
973          q--;
974          curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
975          *remaining_bits -= curr_bits;
976       }
977
978       if (q!=0)
979       {
980          int K = get_pulses(q);
981
982          /* Finally do the actual quantization */
983          if (encode)
984          {
985             cm = alg_quant(X, N, K, spread, B, ec
986 #ifdef RESYNTH
987                  , gain
988 #endif
989                  );
990          } else {
991             cm = alg_unquant(X, N, K, spread, B, ec, gain);
992          }
993       } else {
994          /* If there's no pulse, fill the band anyway */
995          int j;
996          if (resynth)
997          {
998             unsigned cm_mask;
999             /*B can be as large as 16, so this shift might overflow an int on a
1000                16-bit platform; use a long to get defined behavior.*/
1001             cm_mask = (unsigned)(1UL<<B)-1;
1002             fill &= cm_mask;
1003             if (!fill)
1004             {
1005                for (j=0;j<N;j++)
1006                   X[j] = 0;
1007             } else {
1008                if (lowband == NULL)
1009                {
1010                   /* Noise */
1011                   for (j=0;j<N;j++)
1012                   {
1013                      *seed = celt_lcg_rand(*seed);
1014                      X[j] = (celt_norm)((opus_int32)*seed>>20);
1015                   }
1016                   cm = cm_mask;
1017                } else {
1018                   /* Folded spectrum */
1019                   for (j=0;j<N;j++)
1020                   {
1021                      opus_val16 tmp;
1022                      *seed = celt_lcg_rand(*seed);
1023                      /* About 48 dB below the "normal" folding level */
1024                      tmp = QCONST16(1.0f/256, 10);
1025                      tmp = (*seed)&0x8000 ? tmp : -tmp;
1026                      X[j] = lowband[j]+tmp;
1027                   }
1028                   cm = fill;
1029                }
1030                renormalise_vector(X, N, gain);
1031             }
1032          }
1033       }
1034    }
1035
1036    return cm;
1037 }
1038
1039
1040 /* This function is responsible for encoding and decoding a band for the mono case. */
1041 static unsigned quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X,
1042       int N, int b, int spread, int B, int tf_change, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
1043       opus_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out,
1044       opus_uint32 *seed, opus_val16 gain, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
1045 {
1046    int N0=N;
1047    int N_B=N;
1048    int N_B0;
1049    int B0=B;
1050    int time_divide=0;
1051    int recombine=0;
1052    int longBlocks;
1053    unsigned cm=0;
1054 #ifdef RESYNTH
1055    int resynth = 1;
1056 #else
1057    int resynth = !encode;
1058 #endif
1059    int k;
1060
1061    longBlocks = B0==1;
1062
1063    N_B /= B;
1064    N_B0 = N_B;
1065
1066    /* Special case for one sample */
1067    if (N==1)
1068    {
1069       return quant_band_n1(encode, X, NULL, b, remaining_bits, ec, lowband_out);
1070    }
1071
1072    if (tf_change>0)
1073       recombine = tf_change;
1074    /* Band recombining to increase frequency resolution */
1075
1076    if (lowband_scratch && lowband && (recombine || ((N_B&1) == 0 && tf_change<0) || B0>1))
1077    {
1078       int j;
1079       for (j=0;j<N;j++)
1080          lowband_scratch[j] = lowband[j];
1081       lowband = lowband_scratch;
1082    }
1083
1084    for (k=0;k<recombine;k++)
1085    {
1086       static const unsigned char bit_interleave_table[16]={
1087             0,1,1,1,2,3,3,3,2,3,3,3,2,3,3,3
1088       };
1089       if (encode)
1090          haar1(X, N>>k, 1<<k);
1091       if (lowband)
1092          haar1(lowband, N>>k, 1<<k);
1093       fill = bit_interleave_table[fill&0xF]|bit_interleave_table[fill>>4]<<2;
1094    }
1095    B>>=recombine;
1096    N_B<<=recombine;
1097
1098    /* Increasing the time resolution */
1099    while ((N_B&1) == 0 && tf_change<0)
1100    {
1101       if (encode)
1102          haar1(X, N_B, B);
1103       if (lowband)
1104          haar1(lowband, N_B, B);
1105       fill |= fill<<B;
1106       B <<= 1;
1107       N_B >>= 1;
1108       time_divide++;
1109       tf_change++;
1110    }
1111    B0=B;
1112    N_B0 = N_B;
1113
1114    /* Reorganize the samples in time order instead of frequency order */
1115    if (B0>1)
1116    {
1117       if (encode)
1118          deinterleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1119       if (lowband)
1120          deinterleave_hadamard(lowband, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1121    }
1122
1123    cm = quant_partition(encode, m, i, X, N, b, spread, B, lowband, ec,
1124          remaining_bits, LM, seed, gain, fill);
1125
1126    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
1127    if (resynth)
1128    {
1129       /* Undo the sample reorganization going from time order to frequency order */
1130       if (B0>1)
1131          interleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1132
1133       /* Undo time-freq changes that we did earlier */
1134       N_B = N_B0;
1135       B = B0;
1136       for (k=0;k<time_divide;k++)
1137       {
1138          B >>= 1;
1139          N_B <<= 1;
1140          cm |= cm>>B;
1141          haar1(X, N_B, B);
1142       }
1143
1144       for (k=0;k<recombine;k++)
1145       {
1146          static const unsigned char bit_deinterleave_table[16]={
1147                0x00,0x03,0x0C,0x0F,0x30,0x33,0x3C,0x3F,
1148                0xC0,0xC3,0xCC,0xCF,0xF0,0xF3,0xFC,0xFF
1149          };
1150          cm = bit_deinterleave_table[cm];
1151          haar1(X, N0>>k, 1<<k);
1152       }
1153       B<<=recombine;
1154
1155       /* Scale output for later folding */
1156       if (lowband_out)
1157       {
1158          int j;
1159          opus_val16 n;
1160          n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N0),22));
1161          for (j=0;j<N0;j++)
1162             lowband_out[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
1163       }
1164       cm &= (1<<B)-1;
1165    }
1166    return cm;
1167 }
1168
1169
1170 /* This function is responsible for encoding and decoding a band for the stereo case. */
1171 static unsigned quant_band_stereo(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_norm *Y,
1172       int N, int b, int spread, int B, int intensity, int tf_change, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
1173       opus_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out, const celt_ener *bandE,
1174       opus_uint32 *seed, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
1175 {
1176    int imid=0, iside=0;
1177    int inv = 0;
1178    opus_val16 mid=0, side=0;
1179    unsigned cm=0;
1180 #ifdef RESYNTH
1181    int resynth = 1;
1182 #else
1183    int resynth = !encode;
1184 #endif
1185    int mbits, sbits, delta;
1186    int itheta;
1187    int qalloc;
1188    struct split_ctx ctx;
1189    int orig_fill;
1190
1191
1192    /* Special case for one sample */
1193    if (N==1)
1194    {
1195       return quant_band_n1(encode, X, Y, b, remaining_bits, ec, lowband_out);
1196    }
1197
1198    orig_fill = fill;
1199
1200    compute_theta(&ctx, encode, m, i, X, Y, N, &b, B, B, intensity, ec,
1201          remaining_bits, LM, bandE, 1, &fill);
1202    inv = ctx.inv;
1203    imid = ctx.imid;
1204    iside = ctx.iside;
1205    delta = ctx.delta;
1206    itheta = ctx.itheta;
1207    qalloc = ctx.qalloc;
1208 #ifdef FIXED_POINT
1209    mid = imid;
1210    side = iside;
1211 #else
1212    mid = (1.f/32768)*imid;
1213    side = (1.f/32768)*iside;
1214 #endif
1215
1216    /* This is a special case for N=2 that only works for stereo and takes
1217          advantage of the fact that mid and side are orthogonal to encode
1218          the side with just one bit. */
1219    if (N==2)
1220    {
1221       int c;
1222       int sign=0;
1223       celt_norm *x2, *y2;
1224       mbits = b;
1225       sbits = 0;
1226       /* Only need one bit for the side */
1227       if (itheta != 0 && itheta != 16384)
1228          sbits = 1<<BITRES;
1229       mbits -= sbits;
1230       c = itheta > 8192;
1231       *remaining_bits -= qalloc+sbits;
1232
1233       x2 = c ? Y : X;
1234       y2 = c ? X : Y;
1235       if (sbits)
1236       {
1237          if (encode)
1238          {
1239             /* Here we only need to encode a sign for the side */
1240             sign = x2[0]*y2[1] - x2[1]*y2[0] < 0;
1241             ec_enc_bits(ec, sign, 1);
1242          } else {
1243             sign = ec_dec_bits(ec, 1);
1244          }
1245       }
1246       sign = 1-2*sign;
1247       /* We use orig_fill here because we want to fold the side, but if
1248              itheta==16384, we'll have cleared the low bits of fill. */
1249       cm = quant_band(encode, m, i, x2, N, mbits, spread, B, tf_change, lowband, ec, remaining_bits, LM, lowband_out, seed, Q15ONE, lowband_scratch, orig_fill);
1250       /* We don't split N=2 bands, so cm is either 1 or 0 (for a fold-collapse),
1251              and there's no need to worry about mixing with the other channel. */
1252       y2[0] = -sign*x2[1];
1253       y2[1] = sign*x2[0];
1254       if (resynth)
1255       {
1256          celt_norm tmp;
1257          X[0] = MULT16_16_Q15(mid, X[0]);
1258          X[1] = MULT16_16_Q15(mid, X[1]);
1259          Y[0] = MULT16_16_Q15(side, Y[0]);
1260          Y[1] = MULT16_16_Q15(side, Y[1]);
1261          tmp = X[0];
1262          X[0] = SUB16(tmp,Y[0]);
1263          Y[0] = ADD16(tmp,Y[0]);
1264          tmp = X[1];
1265          X[1] = SUB16(tmp,Y[1]);
1266          Y[1] = ADD16(tmp,Y[1]);
1267       }
1268    } else {
1269       /* "Normal" split code */
1270       celt_norm *next_lowband2=NULL;
1271       celt_norm *next_lowband_out1=NULL;
1272       opus_int32 rebalance;
1273
1274       mbits = IMAX(0, IMIN(b, (b-delta)/2));
1275       sbits = b-mbits;
1276       *remaining_bits -= qalloc;
1277
1278       /* Only stereo needs to pass on lowband_out. Otherwise, it's
1279             handled at the end */
1280       next_lowband_out1 = lowband_out;
1281
1282       rebalance = *remaining_bits;
1283       if (mbits >= sbits)
1284       {
1285          /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1286                mid for folding later */
1287          cm = quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, tf_change,
1288                lowband, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
1289                seed, Q15ONE, lowband_scratch, fill);
1290          rebalance = mbits - (rebalance-*remaining_bits);
1291          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=0)
1292             sbits += rebalance - (3<<BITRES);
1293
1294          /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1295                folding will be done to the side. */
1296          cm |= quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, tf_change,
1297                next_lowband2, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1298                seed, side, NULL, fill>>B)<<((B>>1)&(1-1));
1299       } else {
1300          /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1301                folding will be done to the side. */
1302          cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, tf_change,
1303                next_lowband2, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1304                seed, side, NULL, fill>>B)<<((B>>1)&(1-1));
1305          rebalance = sbits - (rebalance-*remaining_bits);
1306          if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=16384)
1307             mbits += rebalance - (3<<BITRES);
1308          /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1309                mid for folding later */
1310          cm |= quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, tf_change,
1311                lowband, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
1312                seed, Q15ONE, lowband_scratch, fill);
1313       }
1314    }
1315
1316
1317    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
1318    if (resynth)
1319    {
1320       if (N!=2)
1321          stereo_merge(X, Y, mid, N);
1322       if (inv)
1323       {
1324          int j;
1325          for (j=0;j<N;j++)
1326             Y[j] = -Y[j];
1327       }
1328    }
1329    return cm;
1330 }
1331
1332
1333 void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end,
1334       celt_norm *X_, celt_norm *Y_, unsigned char *collapse_masks, const celt_ener *bandE, int *pulses,
1335       int shortBlocks, int spread, int dual_stereo, int intensity, int *tf_res,
1336       opus_int32 total_bits, opus_int32 balance, ec_ctx *ec, int LM, int codedBands, opus_uint32 *seed)
1337 {
1338    int i;
1339    opus_int32 remaining_bits;
1340    const opus_int16 * OPUS_RESTRICT eBands = m->eBands;
1341    celt_norm * OPUS_RESTRICT norm, * OPUS_RESTRICT norm2;
1342    VARDECL(celt_norm, _norm);
1343    celt_norm *lowband_scratch;
1344    int B;
1345    int M;
1346    int lowband_offset;
1347    int update_lowband = 1;
1348    int C = Y_ != NULL ? 2 : 1;
1349    int norm_offset;
1350 #ifdef RESYNTH
1351    int resynth = 1;
1352 #else
1353    int resynth = !encode;
1354 #endif
1355    SAVE_STACK;
1356
1357    M = 1<<LM;
1358    B = shortBlocks ? M : 1;
1359    norm_offset = M*eBands[start];
1360    /* No need to allocate norm for the last band because we don't need an
1361       output in that band */
1362    ALLOC(_norm, C*(M*eBands[m->nbEBands-1]-norm_offset), celt_norm);
1363    norm = _norm;
1364    norm2 = norm + M*eBands[m->nbEBands-1]-norm_offset;
1365    /* We can use the last band as scratch space because we don't need that
1366       scratch space for the last band */
1367    lowband_scratch = X_+M*eBands[m->nbEBands-1];
1368
1369    lowband_offset = 0;
1370    for (i=start;i<end;i++)
1371    {
1372       opus_int32 tell;
1373       int b;
1374       int N;
1375       opus_int32 curr_balance;
1376       int effective_lowband=-1;
1377       celt_norm * OPUS_RESTRICT X, * OPUS_RESTRICT Y;
1378       int tf_change=0;
1379       unsigned x_cm;
1380       unsigned y_cm;
1381       int last;
1382
1383       last = (i==end-1);
1384
1385       X = X_+M*eBands[i];
1386       if (Y_!=NULL)
1387          Y = Y_+M*eBands[i];
1388       else
1389          Y = NULL;
1390       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
1391       tell = ec_tell_frac(ec);
1392
1393       /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
1394       if (i != start)
1395          balance -= tell;
1396       remaining_bits = total_bits-tell-1;
1397       if (i <= codedBands-1)
1398       {
1399          curr_balance = balance / IMIN(3, codedBands-i);
1400          b = IMAX(0, IMIN(16383, IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance)));
1401       } else {
1402          b = 0;
1403       }
1404
1405       if (resynth && M*eBands[i]-N >= M*eBands[start] && (update_lowband || lowband_offset==0))
1406             lowband_offset = i;
1407
1408       tf_change = tf_res[i];
1409       if (i>=m->effEBands)
1410       {
1411          X=norm;
1412          if (Y_!=NULL)
1413             Y = norm;
1414          lowband_scratch = NULL;
1415       }
1416       if (i==end-1)
1417          lowband_scratch = NULL;
1418
1419       /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
1420           going to be folding from. */
1421       if (lowband_offset != 0 && (spread!=SPREAD_AGGRESSIVE || B>1 || tf_change<0))
1422       {
1423          int fold_start;
1424          int fold_end;
1425          int fold_i;
1426          /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
1427          effective_lowband = IMAX(0, M*eBands[lowband_offset]-norm_offset-N);
1428          fold_start = lowband_offset;
1429          while(M*eBands[--fold_start] > effective_lowband+norm_offset);
1430          fold_end = lowband_offset-1;
1431          while(M*eBands[++fold_end] < effective_lowband+norm_offset+N);
1432          x_cm = y_cm = 0;
1433          fold_i = fold_start; do {
1434            x_cm |= collapse_masks[fold_i*C+0];
1435            y_cm |= collapse_masks[fold_i*C+C-1];
1436          } while (++fold_i<fold_end);
1437       }
1438       /* Otherwise, we'll be using the LCG to fold, so all blocks will (almost
1439           always) be non-zero.*/
1440       else
1441          x_cm = y_cm = (1<<B)-1;
1442
1443       if (dual_stereo && i==intensity)
1444       {
1445          int j;
1446
1447          /* Switch off dual stereo to do intensity */
1448          dual_stereo = 0;
1449          if (resynth)
1450             for (j=0;j<M*eBands[i]-norm_offset;j++)
1451                norm[j] = HALF32(norm[j]+norm2[j]);
1452       }
1453       if (dual_stereo)
1454       {
1455          x_cm = quant_band(encode, m, i, X, N, b/2, spread, B, tf_change,
1456                effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1457                last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm);
1458          y_cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, b/2, spread, B, tf_change,
1459                effective_lowband != -1 ? norm2+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1460                last?NULL:norm2+M*eBands[i]-norm_offset, seed, Q15ONE, lowband_scratch, y_cm);
1461       } else {
1462          if (Y!=NULL)
1463          {
1464             x_cm = quant_band_stereo(encode, m, i, X, Y, N, b, spread, B, intensity, tf_change,
1465                   effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1466                         last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, bandE, seed, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
1467          } else {
1468             x_cm = quant_band(encode, m, i, X, N, b, spread, B, tf_change,
1469                   effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1470                         last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
1471          }
1472          y_cm = x_cm;
1473       }
1474       collapse_masks[i*C+0] = (unsigned char)x_cm;
1475       collapse_masks[i*C+C-1] = (unsigned char)y_cm;
1476       balance += pulses[i] + tell;
1477
1478       /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
1479       update_lowband = b>(N<<BITRES);
1480    }
1481    RESTORE_STACK;
1482 }
1483