stereo part of quant_band() moved to quant_band_stereo()
[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 band the mono
856    case. 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_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X,
860       int N, int b, int spread, int B, int intensity, int tf_change, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
861       opus_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out, const celt_ener *bandE, int level,
862       opus_uint32 *seed, opus_val16 gain, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
863 {
864    const unsigned char *cache;
865    int q;
866    int curr_bits;
867    int split;
868    int imid=0, iside=0;
869    int N0=N;
870    int N_B=N;
871    int N_B0;
872    int B0=B;
873    int time_divide=0;
874    int recombine=0;
875    opus_val16 mid=0, side=0;
876    int longBlocks;
877    unsigned cm=0;
878 #ifdef RESYNTH
879    int resynth = 1;
880 #else
881    int resynth = !encode;
882 #endif
883    celt_norm *Y=NULL;
884
885    longBlocks = B0==1;
886
887    N_B /= B;
888    N_B0 = N_B;
889
890    split = 0;
891
892    /* Special case for one sample */
893    if (N==1)
894    {
895       return quant_band_n1(encode, X, NULL, b, remaining_bits, ec, lowband_out);
896    }
897
898    if (level == 0)
899    {
900       int k;
901       if (tf_change>0)
902          recombine = tf_change;
903       /* Band recombining to increase frequency resolution */
904
905       if (lowband_scratch && lowband && (recombine || ((N_B&1) == 0 && tf_change<0) || B0>1))
906       {
907          int j;
908          for (j=0;j<N;j++)
909             lowband_scratch[j] = lowband[j];
910          lowband = lowband_scratch;
911       }
912
913       for (k=0;k<recombine;k++)
914       {
915          static const unsigned char bit_interleave_table[16]={
916            0,1,1,1,2,3,3,3,2,3,3,3,2,3,3,3
917          };
918          if (encode)
919             haar1(X, N>>k, 1<<k);
920          if (lowband)
921             haar1(lowband, N>>k, 1<<k);
922          fill = bit_interleave_table[fill&0xF]|bit_interleave_table[fill>>4]<<2;
923       }
924       B>>=recombine;
925       N_B<<=recombine;
926
927       /* Increasing the time resolution */
928       while ((N_B&1) == 0 && tf_change<0)
929       {
930          if (encode)
931             haar1(X, N_B, B);
932          if (lowband)
933             haar1(lowband, N_B, B);
934          fill |= fill<<B;
935          B <<= 1;
936          N_B >>= 1;
937          time_divide++;
938          tf_change++;
939       }
940       B0=B;
941       N_B0 = N_B;
942
943       /* Reorganize the samples in time order instead of frequency order */
944       if (B0>1)
945       {
946          if (encode)
947             deinterleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
948          if (lowband)
949             deinterleave_hadamard(lowband, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
950       }
951    }
952
953    /* If we need 1.5 more bit than we can produce, split the band in two. */
954    cache = m->cache.bits + m->cache.index[(LM+1)*m->nbEBands+i];
955    if (LM != -1 && b > cache[cache[0]]+12 && N>2)
956    {
957       N >>= 1;
958       Y = X+N;
959       split = 1;
960       LM -= 1;
961       if (B==1)
962          fill = (fill&1)|(fill<<1);
963       B = (B+1)>>1;
964    }
965
966    if (split)
967    {
968       int mbits, sbits, delta;
969       int itheta;
970       int qalloc;
971       struct split_ctx ctx;
972
973       compute_theta(&ctx, encode, m, i, X, Y, N, &b, B, B0, intensity, ec,
974             remaining_bits, LM, bandE, 0, &fill);
975       imid = ctx.imid;
976       iside = ctx.iside;
977       delta = ctx.delta;
978       itheta = ctx.itheta;
979       qalloc = ctx.qalloc;
980 #ifdef FIXED_POINT
981       mid = imid;
982       side = iside;
983 #else
984       mid = (1.f/32768)*imid;
985       side = (1.f/32768)*iside;
986 #endif
987
988       /* This is a special case for N=2 that only works for stereo and takes
989          advantage of the fact that mid and side are orthogonal to encode
990          the side with just one bit. */
991       {
992          /* "Normal" split code */
993          celt_norm *next_lowband2=NULL;
994          celt_norm *next_lowband_out1=NULL;
995          int next_level=0;
996          opus_int32 rebalance;
997
998          /* Give more bits to low-energy MDCTs than they would otherwise deserve */
999          if (B0>1 && (itheta&0x3fff))
1000          {
1001             if (itheta > 8192)
1002                /* Rough approximation for pre-echo masking */
1003                delta -= delta>>(4-LM);
1004             else
1005                /* Corresponds to a forward-masking slope of 1.5 dB per 10 ms */
1006                delta = IMIN(0, delta + (N<<BITRES>>(5-LM)));
1007          }
1008          mbits = IMAX(0, IMIN(b, (b-delta)/2));
1009          sbits = b-mbits;
1010          *remaining_bits -= qalloc;
1011
1012          if (lowband)
1013             next_lowband2 = lowband+N; /* >32-bit split case */
1014
1015          /* Only stereo needs to pass on lowband_out. Otherwise, it's
1016             handled at the end */
1017          next_level = level+1;
1018
1019          rebalance = *remaining_bits;
1020          if (mbits >= sbits)
1021          {
1022             /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1023                mid for folding later */
1024             cm = quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, intensity, tf_change,
1025                   lowband, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
1026                   NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,mid), lowband_scratch, fill);
1027             rebalance = mbits - (rebalance-*remaining_bits);
1028             if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=0)
1029                sbits += rebalance - (3<<BITRES);
1030
1031             /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1032                folding will be done to the side. */
1033             cm |= quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, intensity, tf_change,
1034                   next_lowband2, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1035                   NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,side), NULL, fill>>B)<<((B0>>1)&(-1));
1036          } else {
1037             /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1038                folding will be done to the side. */
1039             cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, intensity, tf_change,
1040                   next_lowband2, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1041                   NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,side), NULL, fill>>B)<<((B0>>1)&(-1));
1042             rebalance = sbits - (rebalance-*remaining_bits);
1043             if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=16384)
1044                mbits += rebalance - (3<<BITRES);
1045             /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1046                mid for folding later */
1047             cm |= quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, intensity, tf_change,
1048                   lowband, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
1049                   NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,mid), lowband_scratch, fill);
1050          }
1051       }
1052
1053    } else {
1054       /* This is the basic no-split case */
1055       q = bits2pulses(m, i, LM, b);
1056       curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
1057       *remaining_bits -= curr_bits;
1058
1059       /* Ensures we can never bust the budget */
1060       while (*remaining_bits < 0 && q > 0)
1061       {
1062          *remaining_bits += curr_bits;
1063          q--;
1064          curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
1065          *remaining_bits -= curr_bits;
1066       }
1067
1068       if (q!=0)
1069       {
1070          int K = get_pulses(q);
1071
1072          /* Finally do the actual quantization */
1073          if (encode)
1074          {
1075             cm = alg_quant(X, N, K, spread, B, ec
1076 #ifdef RESYNTH
1077                  , gain
1078 #endif
1079                  );
1080          } else {
1081             cm = alg_unquant(X, N, K, spread, B, ec, gain);
1082          }
1083       } else {
1084          /* If there's no pulse, fill the band anyway */
1085          int j;
1086          if (resynth)
1087          {
1088             unsigned cm_mask;
1089             /*B can be as large as 16, so this shift might overflow an int on a
1090                16-bit platform; use a long to get defined behavior.*/
1091             cm_mask = (unsigned)(1UL<<B)-1;
1092             fill &= cm_mask;
1093             if (!fill)
1094             {
1095                for (j=0;j<N;j++)
1096                   X[j] = 0;
1097             } else {
1098                if (lowband == NULL)
1099                {
1100                   /* Noise */
1101                   for (j=0;j<N;j++)
1102                   {
1103                      *seed = celt_lcg_rand(*seed);
1104                      X[j] = (celt_norm)((opus_int32)*seed>>20);
1105                   }
1106                   cm = cm_mask;
1107                } else {
1108                   /* Folded spectrum */
1109                   for (j=0;j<N;j++)
1110                   {
1111                      opus_val16 tmp;
1112                      *seed = celt_lcg_rand(*seed);
1113                      /* About 48 dB below the "normal" folding level */
1114                      tmp = QCONST16(1.0f/256, 10);
1115                      tmp = (*seed)&0x8000 ? tmp : -tmp;
1116                      X[j] = lowband[j]+tmp;
1117                   }
1118                   cm = fill;
1119                }
1120                renormalise_vector(X, N, gain);
1121             }
1122          }
1123       }
1124    }
1125
1126    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
1127    if (resynth)
1128    {
1129       if (level == 0)
1130       {
1131          int k;
1132
1133          /* Undo the sample reorganization going from time order to frequency order */
1134          if (B0>1)
1135             interleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
1136
1137          /* Undo time-freq changes that we did earlier */
1138          N_B = N_B0;
1139          B = B0;
1140          for (k=0;k<time_divide;k++)
1141          {
1142             B >>= 1;
1143             N_B <<= 1;
1144             cm |= cm>>B;
1145             haar1(X, N_B, B);
1146          }
1147
1148          for (k=0;k<recombine;k++)
1149          {
1150             static const unsigned char bit_deinterleave_table[16]={
1151               0x00,0x03,0x0C,0x0F,0x30,0x33,0x3C,0x3F,
1152               0xC0,0xC3,0xCC,0xCF,0xF0,0xF3,0xFC,0xFF
1153             };
1154             cm = bit_deinterleave_table[cm];
1155             haar1(X, N0>>k, 1<<k);
1156          }
1157          B<<=recombine;
1158
1159          /* Scale output for later folding */
1160          if (lowband_out)
1161          {
1162             int j;
1163             opus_val16 n;
1164             n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N0),22));
1165             for (j=0;j<N0;j++)
1166                lowband_out[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
1167          }
1168          cm &= (1<<B)-1;
1169       }
1170    }
1171    return cm;
1172 }
1173
1174
1175 /* This function is responsible for encoding and decoding a band for the stereo case. */
1176 static unsigned quant_band_stereo(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_norm *Y,
1177       int N, int b, int spread, int B, int intensity, int tf_change, celt_norm *lowband, ec_ctx *ec,
1178       opus_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out, const celt_ener *bandE, int level,
1179       opus_uint32 *seed, opus_val16 gain, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
1180 {
1181    int imid=0, iside=0;
1182    int inv = 0;
1183    opus_val16 mid=0, side=0;
1184    unsigned cm=0;
1185 #ifdef RESYNTH
1186    int resynth = 1;
1187 #else
1188    int resynth = !encode;
1189 #endif
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
1199    {
1200       int mbits, sbits, delta;
1201       int itheta;
1202       int qalloc;
1203       struct split_ctx ctx;
1204       int orig_fill;
1205
1206       orig_fill = fill;
1207
1208       compute_theta(&ctx, encode, m, i, X, Y, N, &b, B, B, intensity, ec,
1209             remaining_bits, LM, bandE, 1, &fill);
1210       inv = ctx.inv;
1211       imid = ctx.imid;
1212       iside = ctx.iside;
1213       delta = ctx.delta;
1214       itheta = ctx.itheta;
1215       qalloc = ctx.qalloc;
1216 #ifdef FIXED_POINT
1217       mid = imid;
1218       side = iside;
1219 #else
1220       mid = (1.f/32768)*imid;
1221       side = (1.f/32768)*iside;
1222 #endif
1223
1224       /* This is a special case for N=2 that only works for stereo and takes
1225          advantage of the fact that mid and side are orthogonal to encode
1226          the side with just one bit. */
1227       if (N==2)
1228       {
1229          int c;
1230          int sign=0;
1231          celt_norm *x2, *y2;
1232          mbits = b;
1233          sbits = 0;
1234          /* Only need one bit for the side */
1235          if (itheta != 0 && itheta != 16384)
1236             sbits = 1<<BITRES;
1237          mbits -= sbits;
1238          c = itheta > 8192;
1239          *remaining_bits -= qalloc+sbits;
1240
1241          x2 = c ? Y : X;
1242          y2 = c ? X : Y;
1243          if (sbits)
1244          {
1245             if (encode)
1246             {
1247                /* Here we only need to encode a sign for the side */
1248                sign = x2[0]*y2[1] - x2[1]*y2[0] < 0;
1249                ec_enc_bits(ec, sign, 1);
1250             } else {
1251                sign = ec_dec_bits(ec, 1);
1252             }
1253          }
1254          sign = 1-2*sign;
1255          /* We use orig_fill here because we want to fold the side, but if
1256              itheta==16384, we'll have cleared the low bits of fill. */
1257          cm = quant_band(encode, m, i, x2, N, mbits, spread, B, intensity, tf_change, lowband, ec, remaining_bits, LM, lowband_out, NULL, level, seed, gain, lowband_scratch, orig_fill);
1258          /* We don't split N=2 bands, so cm is either 1 or 0 (for a fold-collapse),
1259              and there's no need to worry about mixing with the other channel. */
1260          y2[0] = -sign*x2[1];
1261          y2[1] = sign*x2[0];
1262          if (resynth)
1263          {
1264             celt_norm tmp;
1265             X[0] = MULT16_16_Q15(mid, X[0]);
1266             X[1] = MULT16_16_Q15(mid, X[1]);
1267             Y[0] = MULT16_16_Q15(side, Y[0]);
1268             Y[1] = MULT16_16_Q15(side, Y[1]);
1269             tmp = X[0];
1270             X[0] = SUB16(tmp,Y[0]);
1271             Y[0] = ADD16(tmp,Y[0]);
1272             tmp = X[1];
1273             X[1] = SUB16(tmp,Y[1]);
1274             Y[1] = ADD16(tmp,Y[1]);
1275          }
1276       } else {
1277          /* "Normal" split code */
1278          celt_norm *next_lowband2=NULL;
1279          celt_norm *next_lowband_out1=NULL;
1280          int next_level=0;
1281          opus_int32 rebalance;
1282
1283          mbits = IMAX(0, IMIN(b, (b-delta)/2));
1284          sbits = b-mbits;
1285          *remaining_bits -= qalloc;
1286
1287          /* Only stereo needs to pass on lowband_out. Otherwise, it's
1288             handled at the end */
1289             next_lowband_out1 = lowband_out;
1290
1291          rebalance = *remaining_bits;
1292          if (mbits >= sbits)
1293          {
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, intensity, tf_change,
1297                   lowband, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
1298                   NULL, next_level, seed, Q15ONE, lowband_scratch, fill);
1299             rebalance = mbits - (rebalance-*remaining_bits);
1300             if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=0)
1301                sbits += rebalance - (3<<BITRES);
1302
1303             /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1304                folding will be done to the side. */
1305             cm |= quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, intensity, tf_change,
1306                   next_lowband2, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1307                   NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,side), NULL, fill>>B)<<((B>>1)&(1-1));
1308          } else {
1309             /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
1310                folding will be done to the side. */
1311             cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, sbits, spread, B, intensity, tf_change,
1312                   next_lowband2, ec, remaining_bits, LM, NULL,
1313                   NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,side), NULL, fill>>B)<<((B>>1)&(1-1));
1314             rebalance = sbits - (rebalance-*remaining_bits);
1315             if (rebalance > 3<<BITRES && itheta!=16384)
1316                mbits += rebalance - (3<<BITRES);
1317             /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
1318                mid for folding later */
1319             cm |= quant_band(encode, m, i, X, N, mbits, spread, B, intensity, tf_change,
1320                   lowband, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
1321                   NULL, next_level, seed, Q15ONE, lowband_scratch, fill);
1322          }
1323       }
1324
1325    }
1326    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
1327    if (resynth)
1328    {
1329       if (N!=2)
1330          stereo_merge(X, Y, mid, N);
1331       if (inv)
1332       {
1333          int j;
1334          for (j=0;j<N;j++)
1335             Y[j] = -Y[j];
1336       }
1337    }
1338    return cm;
1339 }
1340
1341
1342 void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end,
1343       celt_norm *X_, celt_norm *Y_, unsigned char *collapse_masks, const celt_ener *bandE, int *pulses,
1344       int shortBlocks, int spread, int dual_stereo, int intensity, int *tf_res,
1345       opus_int32 total_bits, opus_int32 balance, ec_ctx *ec, int LM, int codedBands, opus_uint32 *seed)
1346 {
1347    int i;
1348    opus_int32 remaining_bits;
1349    const opus_int16 * OPUS_RESTRICT eBands = m->eBands;
1350    celt_norm * OPUS_RESTRICT norm, * OPUS_RESTRICT norm2;
1351    VARDECL(celt_norm, _norm);
1352    celt_norm *lowband_scratch;
1353    int B;
1354    int M;
1355    int lowband_offset;
1356    int update_lowband = 1;
1357    int C = Y_ != NULL ? 2 : 1;
1358    int norm_offset;
1359 #ifdef RESYNTH
1360    int resynth = 1;
1361 #else
1362    int resynth = !encode;
1363 #endif
1364    SAVE_STACK;
1365
1366    M = 1<<LM;
1367    B = shortBlocks ? M : 1;
1368    norm_offset = M*eBands[start];
1369    /* No need to allocate norm for the last band because we don't need an
1370       output in that band */
1371    ALLOC(_norm, C*(M*eBands[m->nbEBands-1]-norm_offset), celt_norm);
1372    norm = _norm;
1373    norm2 = norm + M*eBands[m->nbEBands-1]-norm_offset;
1374    /* We can use the last band as scratch space because we don't need that
1375       scratch space for the last band */
1376    lowband_scratch = X_+M*eBands[m->nbEBands-1];
1377
1378    lowband_offset = 0;
1379    for (i=start;i<end;i++)
1380    {
1381       opus_int32 tell;
1382       int b;
1383       int N;
1384       opus_int32 curr_balance;
1385       int effective_lowband=-1;
1386       celt_norm * OPUS_RESTRICT X, * OPUS_RESTRICT Y;
1387       int tf_change=0;
1388       unsigned x_cm;
1389       unsigned y_cm;
1390       int last;
1391
1392       last = (i==end-1);
1393
1394       X = X_+M*eBands[i];
1395       if (Y_!=NULL)
1396          Y = Y_+M*eBands[i];
1397       else
1398          Y = NULL;
1399       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
1400       tell = ec_tell_frac(ec);
1401
1402       /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
1403       if (i != start)
1404          balance -= tell;
1405       remaining_bits = total_bits-tell-1;
1406       if (i <= codedBands-1)
1407       {
1408          curr_balance = balance / IMIN(3, codedBands-i);
1409          b = IMAX(0, IMIN(16383, IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance)));
1410       } else {
1411          b = 0;
1412       }
1413
1414       if (resynth && M*eBands[i]-N >= M*eBands[start] && (update_lowband || lowband_offset==0))
1415             lowband_offset = i;
1416
1417       tf_change = tf_res[i];
1418       if (i>=m->effEBands)
1419       {
1420          X=norm;
1421          if (Y_!=NULL)
1422             Y = norm;
1423          lowband_scratch = NULL;
1424       }
1425       if (i==end-1)
1426          lowband_scratch = NULL;
1427
1428       /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
1429           going to be folding from. */
1430       if (lowband_offset != 0 && (spread!=SPREAD_AGGRESSIVE || B>1 || tf_change<0))
1431       {
1432          int fold_start;
1433          int fold_end;
1434          int fold_i;
1435          /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
1436          effective_lowband = IMAX(0, M*eBands[lowband_offset]-norm_offset-N);
1437          fold_start = lowband_offset;
1438          while(M*eBands[--fold_start] > effective_lowband+norm_offset);
1439          fold_end = lowband_offset-1;
1440          while(M*eBands[++fold_end] < effective_lowband+norm_offset+N);
1441          x_cm = y_cm = 0;
1442          fold_i = fold_start; do {
1443            x_cm |= collapse_masks[fold_i*C+0];
1444            y_cm |= collapse_masks[fold_i*C+C-1];
1445          } while (++fold_i<fold_end);
1446       }
1447       /* Otherwise, we'll be using the LCG to fold, so all blocks will (almost
1448           always) be non-zero.*/
1449       else
1450          x_cm = y_cm = (1<<B)-1;
1451
1452       if (dual_stereo && i==intensity)
1453       {
1454          int j;
1455
1456          /* Switch off dual stereo to do intensity */
1457          dual_stereo = 0;
1458          if (resynth)
1459             for (j=0;j<M*eBands[i]-norm_offset;j++)
1460                norm[j] = HALF32(norm[j]+norm2[j]);
1461       }
1462       if (dual_stereo)
1463       {
1464          x_cm = quant_band(encode, m, i, X, N, b/2, 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, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm);
1467          y_cm = quant_band(encode, m, i, Y, N, b/2, spread, B, intensity, tf_change,
1468                effective_lowband != -1 ? norm2+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1469                last?NULL:norm2+M*eBands[i]-norm_offset, bandE, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, y_cm);
1470       } else {
1471          if (Y!=NULL)
1472          {
1473             x_cm = quant_band_stereo(encode, m, i, X, Y, N, b, spread, B, intensity, tf_change,
1474                   effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1475                         last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, bandE, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
1476          } else {
1477             x_cm = quant_band(encode, m, i, X, N, b, spread, B, intensity, tf_change,
1478                   effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, ec, &remaining_bits, LM,
1479                         last?NULL:norm+M*eBands[i]-norm_offset, bandE, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
1480          }
1481          y_cm = x_cm;
1482       }
1483       collapse_masks[i*C+0] = (unsigned char)x_cm;
1484       collapse_masks[i*C+C-1] = (unsigned char)y_cm;
1485       balance += pulses[i] + tell;
1486
1487       /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
1488       update_lowband = b>(N<<BITRES);
1489    }
1490    RESTORE_STACK;
1491 }
1492