Checking error codes internally and return OPUS_INTERNAL_ERROR on failure
[opus.git] / src / opus_encoder.c
1 /* Copyright (c) 2010-2011 Xiph.Org Foundation, Skype Limited
2    Written by Jean-Marc Valin and Koen Vos */
3 /*
4    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5    modification, are permitted provided that the following conditions
6    are met:
7
8    - Redistributions of source code must retain the above copyright
9    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10
11    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14
15    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
16    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
17    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
18    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
19    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
20    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
21    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
22    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
23    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
24    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
25    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
26 */
27
28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
29 #include "config.h"
30 #endif
31
32 #include <stdarg.h>
33 #include "celt.h"
34 #include "entenc.h"
35 #include "modes.h"
36 #include "API.h"
37 #include "stack_alloc.h"
38 #include "float_cast.h"
39 #include "opus.h"
40 #include "arch.h"
41 #include "opus_private.h"
42 #include "os_support.h"
43
44 #include "tuning_parameters.h"
45 #ifdef FIXED_POINT
46 #include "fixed/structs_FIX.h"
47 #else
48 #include "float/structs_FLP.h"
49 #endif
50
51 #define MAX_ENCODER_BUFFER 480
52
53 struct OpusEncoder {
54     int          celt_enc_offset;
55     int          silk_enc_offset;
56     silk_EncControlStruct silk_mode;
57     int          application;
58     int          channels;
59     int          delay_compensation;
60     int          force_channels;
61     int          signal_type;
62     int          user_bandwidth;
63     int          max_bandwidth;
64     int          user_forced_mode;
65     int          voice_ratio;
66     opus_int32   Fs;
67     int          use_vbr;
68     int          vbr_constraint;
69     opus_int32   bitrate_bps;
70     opus_int32   user_bitrate_bps;
71     int          encoder_buffer;
72
73 #define OPUS_ENCODER_RESET_START stream_channels
74     int          stream_channels;
75     opus_int16   hybrid_stereo_width_Q14;
76     opus_int32   variable_HP_smth2_Q15;
77     opus_val32   hp_mem[4];
78     int          mode;
79     int          prev_mode;
80     int          prev_channels;
81     int          prev_framesize;
82     int          bandwidth;
83     int          silk_bw_switch;
84     /* Sampling rate (at the API level) */
85     int          first;
86     opus_val16   delay_buffer[MAX_ENCODER_BUFFER*2];
87
88     opus_uint32  rangeFinal;
89 };
90
91 /* Transition tables for the voice and music. First column is the
92    middle (memoriless) threshold. The second column is the hysteresis
93    (difference with the middle) */
94 static const opus_int32 mono_voice_bandwidth_thresholds[8] = {
95         11000, 1000, /* NB<->MB */
96         14000, 1000, /* MB<->WB */
97         21000, 2000, /* WB<->SWB */
98         29000, 2000, /* SWB<->FB */
99 };
100 static const opus_int32 mono_music_bandwidth_thresholds[8] = {
101         14000, 1000, /* MB not allowed */
102         18000, 2000, /* MB<->WB */
103         24000, 2000, /* WB<->SWB */
104         33000, 2000, /* SWB<->FB */
105 };
106 static const opus_int32 stereo_voice_bandwidth_thresholds[8] = {
107         11000, 1000, /* NB<->MB */
108         14000, 1000, /* MB<->WB */
109         21000, 2000, /* WB<->SWB */
110         32000, 2000, /* SWB<->FB */
111 };
112 static const opus_int32 stereo_music_bandwidth_thresholds[8] = {
113         14000, 1000, /* MB not allowed */
114         18000, 2000, /* MB<->WB */
115         24000, 2000, /* WB<->SWB */
116         48000, 2000, /* SWB<->FB */
117 };
118 /* Threshold bit-rates for switching between mono and stereo */
119 static const opus_int32 stereo_voice_threshold = 26000;
120 static const opus_int32 stereo_music_threshold = 36000;
121
122 /* Threshold bit-rate for switching between SILK/hybrid and CELT-only */
123 static const opus_int32 mode_thresholds[2][2] = {
124       /* voice */ /* music */
125       {  48000,      24000}, /* mono */
126       {  48000,      24000}, /* stereo */
127 };
128
129 static const int celt_delay_table[5] = {
130 /* API 8  12  16  24  48 */
131       10, 16, 21, 27, 55
132 };
133 int opus_encoder_get_size(int channels)
134 {
135     int silkEncSizeBytes, celtEncSizeBytes;
136     int ret;
137     if (channels<1 || channels > 2)
138         return 0;
139     ret = silk_Get_Encoder_Size( &silkEncSizeBytes );
140     if (ret)
141         return 0;
142     silkEncSizeBytes = align(silkEncSizeBytes);
143     celtEncSizeBytes = celt_encoder_get_size(channels);
144     return align(sizeof(OpusEncoder))+silkEncSizeBytes+celtEncSizeBytes;
145 }
146
147 int opus_encoder_init(OpusEncoder* st, opus_int32 Fs, int channels, int application)
148 {
149     void *silk_enc;
150     CELTEncoder *celt_enc;
151     int err;
152     int ret, silkEncSizeBytes;
153
154    if((Fs!=48000&&Fs!=24000&&Fs!=16000&&Fs!=12000&&Fs!=8000)||(channels!=1&&channels!=2)||
155         (application != OPUS_APPLICATION_VOIP && application != OPUS_APPLICATION_AUDIO
156         && application != OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY))
157         return OPUS_BAD_ARG;
158
159     OPUS_CLEAR((char*)st, opus_encoder_get_size(channels));
160     /* Create SILK encoder */
161     ret = silk_Get_Encoder_Size( &silkEncSizeBytes );
162     if (ret)
163         return OPUS_BAD_ARG;
164     silkEncSizeBytes = align(silkEncSizeBytes);
165     st->silk_enc_offset = align(sizeof(OpusEncoder));
166     st->celt_enc_offset = st->silk_enc_offset+silkEncSizeBytes;
167     silk_enc = (char*)st+st->silk_enc_offset;
168     celt_enc = (CELTEncoder*)((char*)st+st->celt_enc_offset);
169
170     st->stream_channels = st->channels = channels;
171
172     st->Fs = Fs;
173
174     ret = silk_InitEncoder( silk_enc, &st->silk_mode );
175     if(ret)return OPUS_INTERNAL_ERROR;
176
177     /* default SILK parameters */
178     st->silk_mode.nChannelsAPI              = channels;
179     st->silk_mode.nChannelsInternal         = channels;
180     st->silk_mode.API_sampleRate            = st->Fs;
181     st->silk_mode.maxInternalSampleRate     = 16000;
182     st->silk_mode.minInternalSampleRate     = 8000;
183     st->silk_mode.desiredInternalSampleRate = 16000;
184     st->silk_mode.payloadSize_ms            = 20;
185     st->silk_mode.bitRate                   = 25000;
186     st->silk_mode.packetLossPercentage      = 0;
187     st->silk_mode.complexity                = 10;
188     st->silk_mode.useInBandFEC              = 0;
189     st->silk_mode.useDTX                    = 0;
190     st->silk_mode.useCBR                    = 0;
191
192     /* Create CELT encoder */
193     /* Initialize CELT encoder */
194     err = celt_encoder_init(celt_enc, Fs, channels);
195     if(err!=OPUS_OK)return OPUS_INTERNAL_ERROR;
196
197     celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_SIGNALLING(0));
198     celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_COMPLEXITY(10));
199
200     st->use_vbr = 1;
201     st->user_bitrate_bps = OPUS_AUTO;
202     st->bitrate_bps = 3000+Fs*channels;
203     st->application = application;
204     st->signal_type = OPUS_AUTO;
205     st->user_bandwidth = OPUS_AUTO;
206     st->max_bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
207     st->force_channels = OPUS_AUTO;
208     st->user_forced_mode = OPUS_AUTO;
209     st->voice_ratio = -1;
210     st->encoder_buffer = st->Fs/100;
211
212     st->delay_compensation = st->Fs/400;
213
214     st->delay_compensation += celt_delay_table[rateID(st->Fs)];
215
216     st->hybrid_stereo_width_Q14             = 1 << 14;
217     st->variable_HP_smth2_Q15 = silk_LSHIFT( silk_lin2log( VARIABLE_HP_MIN_CUTOFF_HZ ), 8 );
218     st->first = 1;
219     st->mode = MODE_HYBRID;
220     st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
221
222     return OPUS_OK;
223 }
224
225 static int pad_frame(unsigned char *data, int len, int new_len)
226 {
227    if (len == new_len)
228       return 0;
229    if (len > new_len)
230       return 1;
231
232    if ((data[0]&0x3)==0)
233    {
234       int i;
235       int padding, nb_255s;
236
237       padding = new_len - len;
238       if (padding >= 2)
239       {
240          nb_255s = (padding-2)/255;
241
242          for (i=len-1;i>=1;i--)
243             data[i+nb_255s+2] = data[i];
244          data[0] |= 0x3;
245          data[1] = 0x41;
246          for (i=0;i<nb_255s;i++)
247             data[i+2] = 255;
248          data[nb_255s+2] = padding-255*nb_255s-2;
249          for (i=len+3+nb_255s;i<new_len;i++)
250             data[i] = 0;
251       } else {
252          for (i=len-1;i>=1;i--)
253             data[i+1] = data[i];
254          data[0] |= 0x3;
255          data[1] = 1;
256       }
257       return 0;
258    } else {
259       return 1;
260    }
261 }
262
263 static unsigned char gen_toc(int mode, int framerate, int bandwidth, int channels)
264 {
265    int period;
266    unsigned char toc;
267    period = 0;
268    while (framerate < 400)
269    {
270        framerate <<= 1;
271        period++;
272    }
273    if (mode == MODE_SILK_ONLY)
274    {
275        toc = (bandwidth-OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND)<<5;
276        toc |= (period-2)<<3;
277    } else if (mode == MODE_CELT_ONLY)
278    {
279        int tmp = bandwidth-OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND;
280        if (tmp < 0)
281            tmp = 0;
282        toc = 0x80;
283        toc |= tmp << 5;
284        toc |= period<<3;
285    } else /* Hybrid */
286    {
287        toc = 0x60;
288        toc |= (bandwidth-OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND)<<4;
289        toc |= (period-2)<<3;
290    }
291    toc |= (channels==2)<<2;
292    return toc;
293 }
294
295 #ifndef FIXED_POINT
296 void silk_biquad_float(
297     const opus_val16      *in,            /* I:    Input signal                   */
298     const opus_int32      *B_Q28,         /* I:    MA coefficients [3]            */
299     const opus_int32      *A_Q28,         /* I:    AR coefficients [2]            */
300     opus_val32            *S,             /* I/O:  State vector [2]               */
301     opus_val16            *out,           /* O:    Output signal                  */
302     const opus_int32      len,            /* I:    Signal length (must be even)   */
303     int stride
304 )
305 {
306     /* DIRECT FORM II TRANSPOSED (uses 2 element state vector) */
307     opus_int   k;
308     opus_val32 vout;
309     opus_val32 inval;
310     opus_val32 A[2], B[3];
311
312     A[0] = (opus_val32)(A_Q28[0] * (1./((opus_int32)1<<28)));
313     A[1] = (opus_val32)(A_Q28[1] * (1./((opus_int32)1<<28)));
314     B[0] = (opus_val32)(B_Q28[0] * (1./((opus_int32)1<<28)));
315     B[1] = (opus_val32)(B_Q28[1] * (1./((opus_int32)1<<28)));
316     B[2] = (opus_val32)(B_Q28[2] * (1./((opus_int32)1<<28)));
317
318     /* Negate A_Q28 values and split in two parts */
319
320     for( k = 0; k < len; k++ ) {
321         /* S[ 0 ], S[ 1 ]: Q12 */
322         inval = in[ k*stride ];
323         vout = S[ 0 ] + B[0]*inval;
324
325         S[ 0 ] = S[1] - vout*A[0] + B[1]*inval;
326
327         S[ 1 ] = - vout*A[1] + B[2]*inval;
328
329         /* Scale back to Q0 and saturate */
330         out[ k*stride ] = vout;
331     }
332 }
333 #endif
334
335 static void hp_cutoff(const opus_val16 *in, opus_int32 cutoff_Hz, opus_val16 *out, opus_val32 *hp_mem, int len, int channels, opus_int32 Fs)
336 {
337    opus_int32 B_Q28[ 3 ], A_Q28[ 2 ];
338    opus_int32 Fc_Q19, r_Q28, r_Q22;
339
340    silk_assert( cutoff_Hz <= silk_int32_MAX / SILK_FIX_CONST( 1.5 * 3.14159 / 1000, 19 ) );
341    Fc_Q19 = silk_DIV32_16( silk_SMULBB( SILK_FIX_CONST( 1.5 * 3.14159 / 1000, 19 ), cutoff_Hz ), Fs/1000 );
342    silk_assert( Fc_Q19 > 0 && Fc_Q19 < 32768 );
343
344    r_Q28 = SILK_FIX_CONST( 1.0, 28 ) - silk_MUL( SILK_FIX_CONST( 0.92, 9 ), Fc_Q19 );
345
346    /* b = r * [ 1; -2; 1 ]; */
347    /* a = [ 1; -2 * r * ( 1 - 0.5 * Fc^2 ); r^2 ]; */
348    B_Q28[ 0 ] = r_Q28;
349    B_Q28[ 1 ] = silk_LSHIFT( -r_Q28, 1 );
350    B_Q28[ 2 ] = r_Q28;
351
352    /* -r * ( 2 - Fc * Fc ); */
353    r_Q22  = silk_RSHIFT( r_Q28, 6 );
354    A_Q28[ 0 ] = silk_SMULWW( r_Q22, silk_SMULWW( Fc_Q19, Fc_Q19 ) - SILK_FIX_CONST( 2.0,  22 ) );
355    A_Q28[ 1 ] = silk_SMULWW( r_Q22, r_Q22 );
356
357 #ifdef FIXED_POINT
358    silk_biquad_alt( in, B_Q28, A_Q28, hp_mem, out, len, channels );
359    if( channels == 2 ) {
360        silk_biquad_alt( in+1, B_Q28, A_Q28, hp_mem+2, out+1, len, channels );
361    }
362 #else
363    silk_biquad_float( in, B_Q28, A_Q28, hp_mem, out, len, channels );
364    if( channels == 2 ) {
365        silk_biquad_float( in+1, B_Q28, A_Q28, hp_mem+2, out+1, len, channels );
366    }
367 #endif
368 }
369
370 static void stereo_fade(const opus_val16 *in, opus_val16 *out, opus_val16 g1, opus_val16 g2,
371         int overlap, int frame_size, int channels, const opus_val16 *window, opus_int32 Fs)
372 {
373     int i;
374     int inc = 48000/Fs;
375     g1 = Q15ONE-g1;
376     g2 = Q15ONE-g2;
377     for (i=0;i<overlap;i++)
378     {
379        opus_val32 diff;
380        opus_val16 g, w;
381        w = MULT16_16_Q15(window[i*inc], window[i*inc]);
382        g = SHR32(MAC16_16(MULT16_16(w,g2),
383              Q15ONE-w, g1), 15);
384        diff = EXTRACT16(HALF32((opus_val32)in[i*channels] - (opus_val32)in[i*channels+1]));
385        diff = MULT16_16_Q15(g, diff);
386        out[i*channels] = out[i*channels] - diff;
387        out[i*channels+1] = out[i*channels+1] + diff;
388     }
389     for (;i<frame_size;i++)
390     {
391        opus_val32 diff;
392        diff = EXTRACT16(HALF32((opus_val32)in[i*channels] - (opus_val32)in[i*channels+1]));
393        diff = MULT16_16_Q15(g2, diff);
394        out[i*channels] = out[i*channels] - diff;
395        out[i*channels+1] = out[i*channels+1] + diff;
396     }
397 }
398
399 OpusEncoder *opus_encoder_create(opus_int32 Fs, int channels, int application, int *error)
400 {
401    int ret;
402    OpusEncoder *st;
403    if((Fs!=48000&&Fs!=24000&&Fs!=16000&&Fs!=12000&&Fs!=8000)||(channels!=1&&channels!=2)||
404        (application != OPUS_APPLICATION_VOIP && application != OPUS_APPLICATION_AUDIO
405        && application != OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY))
406    {
407       if (error)
408          *error = OPUS_BAD_ARG;
409       return NULL;
410    }
411    st = (OpusEncoder *)opus_alloc(opus_encoder_get_size(channels));
412    if (st == NULL)
413    {
414       if (error)
415          *error = OPUS_ALLOC_FAIL;
416       return NULL;
417    }
418    ret = opus_encoder_init(st, Fs, channels, application);
419    if (error)
420       *error = ret;
421    if (ret != OPUS_OK)
422    {
423       opus_free(st);
424       st = NULL;
425    }
426    return st;
427 }
428
429 static opus_int32 user_bitrate_to_bitrate(OpusEncoder *st, int frame_size, int max_data_bytes)
430 {
431   if(!frame_size)frame_size=st->Fs/400;
432   if (st->user_bitrate_bps==OPUS_AUTO)
433     return 60*st->Fs/frame_size + st->Fs*st->channels;
434   else if (st->user_bitrate_bps==OPUS_BITRATE_MAX)
435     return max_data_bytes*8*st->Fs/frame_size;
436   else
437     return st->user_bitrate_bps;
438 }
439
440 #ifdef FIXED_POINT
441 #define opus_encode_native opus_encode
442 int opus_encode(OpusEncoder *st, const opus_val16 *pcm, int frame_size,
443                 unsigned char *data, int max_data_bytes)
444 #else
445 #define opus_encode_native opus_encode_float
446 int opus_encode_float(OpusEncoder *st, const opus_val16 *pcm, int frame_size,
447                       unsigned char *data, int max_data_bytes)
448 #endif
449 {
450     void *silk_enc;
451     CELTEncoder *celt_enc;
452     int i;
453     int ret=0;
454     int nBytes;
455     ec_enc enc;
456     int bytes_target;
457     int prefill=0;
458     int start_band = 0;
459     int redundancy = 0;
460     int redundancy_bytes = 0;
461     int celt_to_silk = 0;
462     VARDECL(opus_val16, pcm_buf);
463     int nb_compr_bytes;
464     int to_celt = 0;
465     opus_uint32 redundant_rng = 0;
466     int cutoff_Hz, hp_freq_smth1;
467     int voice_est;
468     opus_int32 equiv_rate;
469     int delay_compensation;
470     int frame_rate;
471     opus_int32 max_rate;
472     int curr_bandwidth;
473     VARDECL(opus_val16, tmp_prefill);
474
475     ALLOC_STACK;
476
477     max_data_bytes = IMIN(1276, max_data_bytes);
478
479     st->rangeFinal = 0;
480     if (400*frame_size != st->Fs && 200*frame_size != st->Fs && 100*frame_size != st->Fs &&
481          50*frame_size != st->Fs &&  25*frame_size != st->Fs &&  50*frame_size != 3*st->Fs)
482     {
483        RESTORE_STACK;
484        return OPUS_BAD_ARG;
485     }
486     silk_enc = (char*)st+st->silk_enc_offset;
487     celt_enc = (CELTEncoder*)((char*)st+st->celt_enc_offset);
488
489     if (st->application == OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY)
490        delay_compensation = 0;
491     else
492        delay_compensation = st->delay_compensation;
493
494     st->bitrate_bps = user_bitrate_to_bitrate(st, frame_size, max_data_bytes);
495
496     frame_rate = st->Fs/frame_size;
497     if (!st->use_vbr)
498     {
499        int cbrBytes;
500        cbrBytes = IMIN( (st->bitrate_bps + 4*frame_rate)/(8*frame_rate) , max_data_bytes);
501        st->bitrate_bps = cbrBytes * (8*frame_rate);
502        max_data_bytes = cbrBytes;
503     }
504     max_rate = frame_rate*max_data_bytes*8;
505
506     /* Equivalent 20-ms rate for mode/channel/bandwidth decisions */
507     equiv_rate = st->bitrate_bps - 60*(st->Fs/frame_size - 50);
508
509     if (st->signal_type == OPUS_SIGNAL_VOICE)
510        voice_est = 127;
511     else if (st->signal_type == OPUS_SIGNAL_MUSIC)
512        voice_est = 0;
513     else if (st->voice_ratio >= 0)
514        voice_est = st->voice_ratio*327>>8;
515     else if (st->application == OPUS_APPLICATION_VOIP)
516        voice_est = 115;
517     else
518        voice_est = 48;
519
520     if (st->force_channels!=OPUS_AUTO && st->channels == 2)
521     {
522         st->stream_channels = st->force_channels;
523     } else {
524 #ifdef FUZZING
525        /* Random mono/stereo decision */
526        if (st->channels == 2 && (rand()&0x1F)==0)
527           st->stream_channels = 3-st->stream_channels;
528 #else
529        /* Rate-dependent mono-stereo decision */
530        if (st->channels == 2)
531        {
532           opus_int32 stereo_threshold;
533           stereo_threshold = stereo_music_threshold + ((voice_est*voice_est*(stereo_voice_threshold-stereo_music_threshold))>>14);
534           if (st->stream_channels == 2)
535              stereo_threshold -= 4000;
536           else
537              stereo_threshold += 4000;
538           st->stream_channels = (equiv_rate > stereo_threshold) ? 2 : 1;
539        } else {
540           st->stream_channels = st->channels;
541        }
542 #endif
543     }
544
545     /* Mode selection depending on application and signal type */
546     if (st->application == OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY)
547     {
548        st->mode = MODE_CELT_ONLY;
549     } else if (st->user_forced_mode == OPUS_AUTO)
550     {
551 #ifdef FUZZING
552        /* Random mode switching */
553        if ((rand()&0xF)==0)
554        {
555           if ((rand()&0x1)==0)
556              st->mode = MODE_CELT_ONLY;
557           else
558              st->mode = MODE_SILK_ONLY;
559        } else {
560           if (st->prev_mode==MODE_CELT_ONLY)
561              st->mode = MODE_CELT_ONLY;
562           else
563              st->mode = MODE_SILK_ONLY;
564        }
565 #else
566        int chan;
567        opus_int32 mode_voice, mode_music;
568        opus_int32 threshold;
569
570        chan = (st->channels==2) && st->force_channels!=1;
571        mode_voice = mode_thresholds[chan][0];
572        mode_music = mode_thresholds[chan][1];
573        threshold = mode_music + ((voice_est*voice_est*(mode_voice-mode_music))>>14);
574
575        /* Hysteresis */
576        if (st->prev_mode == MODE_CELT_ONLY)
577            threshold -= 4000;
578        else if (st->prev_mode>0)
579            threshold += 4000;
580
581        st->mode = (equiv_rate >= threshold) ? MODE_CELT_ONLY: MODE_SILK_ONLY;
582
583        /* When FEC is enabled and there's enough packet loss, use SILK */
584        if (st->silk_mode.useInBandFEC && st->silk_mode.packetLossPercentage > (128-voice_est)>>4)
585           st->mode = MODE_SILK_ONLY;
586        /* When encoding voice and DTX is enabled, set the encoder to SILK mode (at least for now) */
587        if (st->silk_mode.useDTX && voice_est > 100)
588           st->mode = MODE_SILK_ONLY;
589 #endif
590     } else {
591        st->mode = st->user_forced_mode;
592     }
593
594     /* Override the chosen mode to make sure we meet the requested frame size */
595     if (st->mode != MODE_CELT_ONLY && frame_size < st->Fs/100)
596        st->mode = MODE_CELT_ONLY;
597
598     if (st->stream_channels == 1 && st->prev_channels ==2 && st->silk_mode.toMono==0
599           && st->mode != MODE_CELT_ONLY && st->prev_mode != MODE_CELT_ONLY)
600     {
601        /* Delay stereo->mono transition by two frames so that SILK can do a smooth downmix */
602        st->silk_mode.toMono = 1;
603        st->stream_channels = 2;
604     } else {
605        st->silk_mode.toMono = 0;
606     }
607
608     if (st->prev_mode > 0 &&
609         ((st->mode != MODE_CELT_ONLY && st->prev_mode == MODE_CELT_ONLY) ||
610     (st->mode == MODE_CELT_ONLY && st->prev_mode != MODE_CELT_ONLY)))
611     {
612         redundancy = 1;
613         celt_to_silk = (st->mode != MODE_CELT_ONLY);
614         if (!celt_to_silk)
615         {
616             /* Switch to SILK/hybrid if frame size is 10 ms or more*/
617             if (frame_size >= st->Fs/100)
618             {
619                 st->mode = st->prev_mode;
620                 to_celt = 1;
621             } else {
622                 redundancy=0;
623             }
624         }
625     }
626     if (st->silk_bw_switch)
627     {
628        redundancy = 1;
629        celt_to_silk = 1;
630        st->silk_bw_switch = 0;
631     }
632
633     if (st->mode != MODE_CELT_ONLY && st->prev_mode == MODE_CELT_ONLY)
634     {
635         silk_EncControlStruct dummy;
636         silk_InitEncoder( silk_enc, &dummy);
637         prefill=1;
638     }
639
640     /* Automatic (rate-dependent) bandwidth selection */
641     if (st->mode == MODE_CELT_ONLY || st->first || st->silk_mode.allowBandwidthSwitch)
642     {
643         const opus_int32 *voice_bandwidth_thresholds, *music_bandwidth_thresholds;
644         opus_int32 bandwidth_thresholds[8];
645         int bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
646         opus_int32 equiv_rate2;
647
648         equiv_rate2 = equiv_rate;
649         if (st->mode != MODE_CELT_ONLY)
650         {
651            /* Adjust the threshold +/- 10% depending on complexity */
652            equiv_rate2 = equiv_rate2 * (45+st->silk_mode.complexity)/50;
653            /* CBR is less efficient by ~1 kb/s */
654            if (!st->use_vbr)
655               equiv_rate2 -= 1000;
656         }
657         if (st->channels==2 && st->force_channels!=1)
658         {
659            voice_bandwidth_thresholds = stereo_voice_bandwidth_thresholds;
660            music_bandwidth_thresholds = stereo_music_bandwidth_thresholds;
661         } else {
662            voice_bandwidth_thresholds = mono_voice_bandwidth_thresholds;
663            music_bandwidth_thresholds = mono_music_bandwidth_thresholds;
664         }
665         /* Interpolate bandwidth thresholds depending on voice estimation */
666         for (i=0;i<8;i++)
667         {
668            bandwidth_thresholds[i] = music_bandwidth_thresholds[i]
669                     + ((voice_est*voice_est*(voice_bandwidth_thresholds[i]-music_bandwidth_thresholds[i]))>>14);
670         }
671         do {
672             int threshold, hysteresis;
673             threshold = bandwidth_thresholds[2*(bandwidth-OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND)];
674             hysteresis = bandwidth_thresholds[2*(bandwidth-OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND)+1];
675             if (!st->first)
676             {
677                 if (st->bandwidth >= bandwidth)
678                     threshold -= hysteresis;
679                 else
680                     threshold += hysteresis;
681             }
682             if (equiv_rate2 >= threshold)
683                 break;
684         } while (--bandwidth>OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND);
685         st->bandwidth = bandwidth;
686         /* Prevents any transition to SWB/FB until the SILK layer has fully
687            switched to WB mode and turned the variable LP filter off */
688         if (st->mode != MODE_CELT_ONLY && !st->silk_mode.inWBmodeWithoutVariableLP && st->bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND)
689             st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND;
690     }
691
692     if (st->bandwidth>st->max_bandwidth)
693        st->bandwidth = st->max_bandwidth;
694
695     if (st->user_bandwidth != OPUS_AUTO)
696         st->bandwidth = st->user_bandwidth;
697
698     /* This prevents us from using hybrid at unsafe CBR/max rates */
699     if (st->mode != MODE_CELT_ONLY && max_rate < 15000)
700     {
701        st->bandwidth = IMIN(st->bandwidth, OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND);
702     }
703
704     /* Prevents Opus from wasting bits on frequencies that are above
705        the Nyquist rate of the input signal */
706     if (st->Fs <= 24000 && st->bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND)
707         st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND;
708     if (st->Fs <= 16000 && st->bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND)
709         st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND;
710     if (st->Fs <= 12000 && st->bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND)
711         st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND;
712     if (st->Fs <= 8000 && st->bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND)
713         st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND;
714
715     /* If max_data_bytes represents less than 8 kb/s, switch to CELT-only mode */
716     if (max_data_bytes < (frame_rate > 50 ? 12000 : 8000)*frame_size / (st->Fs * 8))
717        st->mode = MODE_CELT_ONLY;
718
719     /* CELT mode doesn't support mediumband, use wideband instead */
720     if (st->mode == MODE_CELT_ONLY && st->bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND)
721         st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND;
722
723     /* Can't support higher than wideband for >20 ms frames */
724     if (frame_size > st->Fs/50 && (st->mode == MODE_CELT_ONLY || st->bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND))
725     {
726        VARDECL(unsigned char, tmp_data);
727        VARDECL(unsigned char, rp_);
728        int nb_frames;
729        int bak_mode, bak_bandwidth, bak_channels, bak_to_mono;
730        OpusRepacketizer *rp;
731        int bytes_per_frame;
732
733
734        nb_frames = frame_size > st->Fs/25 ? 3 : 2;
735        bytes_per_frame = max_data_bytes/nb_frames-3;
736
737        ALLOC(tmp_data, nb_frames*bytes_per_frame, unsigned char);
738        ALLOC(rp_, opus_repacketizer_get_size(), unsigned char);
739
740        rp = opus_repacketizer_init((OpusRepacketizer*)rp_);
741
742        bak_mode = st->user_forced_mode;
743        bak_bandwidth = st->user_bandwidth;
744        bak_channels = st->force_channels;
745
746        st->user_forced_mode = st->mode;
747        st->user_bandwidth = st->bandwidth;
748        st->force_channels = st->stream_channels;
749        bak_to_mono = st->silk_mode.toMono;
750
751        if (bak_to_mono)
752           st->force_channels = 1;
753        else
754           st->prev_channels = st->stream_channels;
755        for (i=0;i<nb_frames;i++)
756        {
757           int tmp_len;
758           st->silk_mode.toMono = 0;
759           /* When switching from SILK/Hybrid to CELT, only ask for a switch at the last frame */
760           if (to_celt && i==nb_frames-1)
761              st->user_forced_mode = MODE_CELT_ONLY;
762           tmp_len = opus_encode_native(st, pcm+i*(st->channels*st->Fs/50), st->Fs/50, tmp_data+i*bytes_per_frame, bytes_per_frame);
763           if (tmp_len<0)
764              return OPUS_INTERNAL_ERROR;
765           ret = opus_repacketizer_cat(rp, tmp_data+i*bytes_per_frame, tmp_len);
766           if (ret<0)
767              return OPUS_INTERNAL_ERROR;
768        }
769        ret = opus_repacketizer_out(rp, data, max_data_bytes);
770        if (ret<0)
771           return OPUS_INTERNAL_ERROR;
772
773        st->user_forced_mode = bak_mode;
774        st->user_bandwidth = bak_bandwidth;
775        st->force_channels = bak_channels;
776        st->silk_mode.toMono = bak_to_mono;
777        RESTORE_STACK;
778        return ret;
779     }
780
781     curr_bandwidth = st->bandwidth;
782
783     /* Chooses the appropriate mode for speech
784        *NEVER* switch to/from CELT-only mode here as this will invalidate some assumptions */
785     if (st->mode == MODE_SILK_ONLY && curr_bandwidth > OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND)
786         st->mode = MODE_HYBRID;
787     if (st->mode == MODE_HYBRID && curr_bandwidth <= OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND)
788         st->mode = MODE_SILK_ONLY;
789
790     /* printf("%d %d %d %d\n", st->bitrate_bps, st->stream_channels, st->mode, curr_bandwidth); */
791     bytes_target = IMIN(max_data_bytes-1, st->bitrate_bps * frame_size / (st->Fs * 8)) - 1;
792
793     data += 1;
794
795     ec_enc_init(&enc, data, max_data_bytes-1);
796
797     ALLOC(pcm_buf, (delay_compensation+frame_size)*st->channels, opus_val16);
798     for (i=0;i<delay_compensation*st->channels;i++)
799        pcm_buf[i] = st->delay_buffer[(st->encoder_buffer-delay_compensation)*st->channels+i];
800
801     if (st->mode == MODE_CELT_ONLY)
802        hp_freq_smth1 = silk_LSHIFT( silk_lin2log( VARIABLE_HP_MIN_CUTOFF_HZ ), 8 );
803     else
804        hp_freq_smth1 = ((silk_encoder*)silk_enc)->state_Fxx[0].sCmn.variable_HP_smth1_Q15;
805
806     st->variable_HP_smth2_Q15 = silk_SMLAWB( st->variable_HP_smth2_Q15,
807           hp_freq_smth1 - st->variable_HP_smth2_Q15, SILK_FIX_CONST( VARIABLE_HP_SMTH_COEF2, 16 ) );
808
809     /* convert from log scale to Hertz */
810     cutoff_Hz = silk_log2lin( silk_RSHIFT( st->variable_HP_smth2_Q15, 8 ) );
811
812     if (st->application == OPUS_APPLICATION_VOIP)
813     {
814        hp_cutoff(pcm, cutoff_Hz, &pcm_buf[delay_compensation*st->channels], st->hp_mem, frame_size, st->channels, st->Fs);
815     } else {
816        for (i=0;i<frame_size*st->channels;i++)
817           pcm_buf[delay_compensation*st->channels + i] = pcm[i];
818     }
819
820     /* SILK processing */
821     if (st->mode != MODE_CELT_ONLY)
822     {
823 #ifdef FIXED_POINT
824        const opus_int16 *pcm_silk;
825 #else
826        VARDECL(opus_int16, pcm_silk);
827        ALLOC(pcm_silk, st->channels*frame_size, opus_int16);
828 #endif
829         st->silk_mode.bitRate = 8*bytes_target*frame_rate;
830         if( st->mode == MODE_HYBRID ) {
831             st->silk_mode.bitRate /= st->stream_channels;
832             if( curr_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND ) {
833                 if( st->Fs == 100 * frame_size ) {
834                     /* 24 kHz, 10 ms */
835                     st->silk_mode.bitRate = ( ( st->silk_mode.bitRate + 2000 + st->use_vbr * 1000 ) * 2 ) / 3;
836                 } else {
837                     /* 24 kHz, 20 ms */
838                     st->silk_mode.bitRate = ( ( st->silk_mode.bitRate + 1000 + st->use_vbr * 1000 ) * 2 ) / 3;
839                 }
840             } else {
841                 if( st->Fs == 100 * frame_size ) {
842                     /* 48 kHz, 10 ms */
843                     st->silk_mode.bitRate = ( st->silk_mode.bitRate + 8000 + st->use_vbr * 3000 ) / 2;
844                 } else {
845                     /* 48 kHz, 20 ms */
846                     st->silk_mode.bitRate = ( st->silk_mode.bitRate + 9000 + st->use_vbr * 1000 ) / 2;
847                 }
848             }
849             st->silk_mode.bitRate *= st->stream_channels;
850             /* don't let SILK use more than 80% */
851             if( st->silk_mode.bitRate > ( st->bitrate_bps - 8*st->Fs/frame_size ) * 4/5 ) {
852                 st->silk_mode.bitRate = ( st->bitrate_bps - 8*st->Fs/frame_size ) * 4/5;
853             }
854         }
855
856         st->silk_mode.payloadSize_ms = 1000 * frame_size / st->Fs;
857         st->silk_mode.nChannelsAPI = st->channels;
858         st->silk_mode.nChannelsInternal = st->stream_channels;
859         if (curr_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND) {
860             st->silk_mode.desiredInternalSampleRate = 8000;
861         } else if (curr_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND) {
862             st->silk_mode.desiredInternalSampleRate = 12000;
863         } else {
864             silk_assert( st->mode == MODE_HYBRID || curr_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND );
865             st->silk_mode.desiredInternalSampleRate = 16000;
866         }
867         if( st->mode == MODE_HYBRID ) {
868             /* Don't allow bandwidth reduction at lowest bitrates in hybrid mode */
869             st->silk_mode.minInternalSampleRate = 16000;
870         } else {
871             st->silk_mode.minInternalSampleRate = 8000;
872         }
873
874         if (st->mode == MODE_SILK_ONLY)
875         {
876            opus_int32 effective_max_rate = max_rate;
877            if (frame_rate > 50)
878               effective_max_rate = effective_max_rate*2/3;
879            if (effective_max_rate < 13000)
880            {
881               st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 12000;
882               st->silk_mode.desiredInternalSampleRate = IMIN(12000, st->silk_mode.desiredInternalSampleRate);
883            }
884            if (effective_max_rate < 9600)
885            {
886               st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 8000;
887               st->silk_mode.desiredInternalSampleRate = IMIN(8000, st->silk_mode.desiredInternalSampleRate);
888            }
889         } else {
890            st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 16000;
891         }
892
893         st->silk_mode.useCBR = !st->use_vbr;
894
895         /* Call SILK encoder for the low band */
896         nBytes = IMIN(1275, max_data_bytes-1);
897
898         st->silk_mode.maxBits = nBytes*8;
899         /* Only allow up to 90% of the bits for hybrid mode*/
900         if (st->mode == MODE_HYBRID)
901            st->silk_mode.maxBits = (opus_int32)st->silk_mode.maxBits*9/10;
902         if (st->silk_mode.useCBR)
903         {
904            st->silk_mode.maxBits = (st->silk_mode.bitRate * frame_size / (st->Fs * 8))*8;
905            /* Reduce the initial target to make it easier to reach the CBR rate */
906            st->silk_mode.bitRate = IMAX(1, st->silk_mode.bitRate-2000);
907         }
908         if (redundancy)
909            st->silk_mode.maxBits -= st->silk_mode.maxBits/(1 + frame_size/(st->Fs/200));
910
911         if (prefill)
912         {
913             int zero=0;
914 #ifdef FIXED_POINT
915             pcm_silk = st->delay_buffer;
916 #else
917             for (i=0;i<st->encoder_buffer*st->channels;i++)
918                 pcm_silk[i] = FLOAT2INT16(st->delay_buffer[i]);
919 #endif
920             silk_Encode( silk_enc, &st->silk_mode, pcm_silk, st->encoder_buffer, NULL, &zero, 1 );
921         }
922
923 #ifdef FIXED_POINT
924         pcm_silk = pcm_buf+delay_compensation*st->channels;
925 #else
926         for (i=0;i<frame_size*st->channels;i++)
927             pcm_silk[i] = FLOAT2INT16(pcm_buf[delay_compensation*st->channels + i]);
928 #endif
929         ret = silk_Encode( silk_enc, &st->silk_mode, pcm_silk, frame_size, &enc, &nBytes, 0 );
930         if( ret ) {
931             /*fprintf (stderr, "SILK encode error: %d\n", ret);*/
932             /* Handle error */
933            return OPUS_INTERNAL_ERROR;
934         }
935         if (nBytes==0)
936         {
937            data[-1] = gen_toc(st->mode, st->Fs/frame_size, curr_bandwidth, st->stream_channels);
938            RESTORE_STACK;
939            return 1;
940         }
941         /* Extract SILK internal bandwidth for signaling in first byte */
942         if( st->mode == MODE_SILK_ONLY ) {
943             if( st->silk_mode.internalSampleRate == 8000 ) {
944                curr_bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND;
945             } else if( st->silk_mode.internalSampleRate == 12000 ) {
946                curr_bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND;
947             } else if( st->silk_mode.internalSampleRate == 16000 ) {
948                curr_bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND;
949             }
950         } else {
951             silk_assert( st->silk_mode.internalSampleRate == 16000 );
952         }
953
954         st->silk_mode.opusCanSwitch = st->silk_mode.switchReady;
955         if (st->silk_mode.opusCanSwitch)
956         {
957            redundancy = 1;
958            celt_to_silk = 0;
959            st->silk_bw_switch = 1;
960         }
961     }
962
963     /* CELT processing */
964     {
965         int endband=21;
966
967         switch(curr_bandwidth)
968         {
969             case OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND:
970                 endband = 13;
971                 break;
972             case OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND:
973             case OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND:
974                 endband = 17;
975                 break;
976             case OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND:
977                 endband = 19;
978                 break;
979             case OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND:
980                 endband = 21;
981                 break;
982         }
983         celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_END_BAND(endband));
984         celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_CHANNELS(st->stream_channels));
985     }
986     if (st->mode != MODE_SILK_ONLY)
987     {
988         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_VBR(0));
989         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_BITRATE(OPUS_BITRATE_MAX));
990         /* Allow prediction unless we decide to disable it later */
991         celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_PREDICTION(2));
992
993         if (st->mode == MODE_HYBRID)
994         {
995             int len;
996
997             len = (ec_tell(&enc)+7)>>3;
998             if (redundancy)
999                len += st->mode == MODE_HYBRID ? 3 : 1;
1000             if( st->use_vbr ) {
1001                 nb_compr_bytes = len + bytes_target - (st->silk_mode.bitRate * frame_size) / (8 * st->Fs);
1002             } else {
1003                 /* check if SILK used up too much */
1004                 nb_compr_bytes = len > bytes_target ? len : bytes_target;
1005             }
1006         } else {
1007             if (st->use_vbr)
1008             {
1009                 celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_VBR(1));
1010                 celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_VBR_CONSTRAINT(st->vbr_constraint));
1011                 celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_BITRATE(st->bitrate_bps));
1012                 nb_compr_bytes = max_data_bytes-1;
1013             } else {
1014                 nb_compr_bytes = bytes_target;
1015             }
1016         }
1017
1018     } else {
1019         nb_compr_bytes = 0;
1020     }
1021
1022     ALLOC(tmp_prefill, st->channels*st->Fs/400, opus_val16);
1023     if (st->mode != MODE_SILK_ONLY && st->mode != st->prev_mode && st->prev_mode > 0)
1024     {
1025        for (i=0;i<st->channels*st->Fs/400;i++)
1026           tmp_prefill[i] = st->delay_buffer[(st->encoder_buffer-st->delay_compensation-st->Fs/400)*st->channels + i];
1027     }
1028
1029     for (i=0;i<st->channels*(st->encoder_buffer-(frame_size+delay_compensation));i++)
1030         st->delay_buffer[i] = st->delay_buffer[i+st->channels*frame_size];
1031     for (;i<st->encoder_buffer*st->channels;i++)
1032         st->delay_buffer[i] = pcm_buf[(frame_size+delay_compensation-st->encoder_buffer)*st->channels+i];
1033
1034
1035     if (st->mode != MODE_HYBRID || st->stream_channels==1)
1036        st->silk_mode.stereoWidth_Q14 = 1<<14;
1037     if( st->channels == 2 ) {
1038         /* Apply stereo width reduction (at low bitrates) */
1039         if( st->hybrid_stereo_width_Q14 < (1 << 14) || st->silk_mode.stereoWidth_Q14 < (1 << 14) ) {
1040             opus_val16 g1, g2;
1041             const CELTMode *celt_mode;
1042
1043             celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_GET_MODE(&celt_mode));
1044             g1 = st->hybrid_stereo_width_Q14;
1045             g2 = (opus_val16)(st->silk_mode.stereoWidth_Q14);
1046 #ifdef FIXED_POINT
1047             g1 = g1==16384 ? Q15ONE : SHL16(g1,1);
1048             g2 = g2==16384 ? Q15ONE : SHL16(g2,1);
1049 #else
1050             g1 *= (1./16384);
1051             g2 *= (1./16384);
1052 #endif
1053             stereo_fade(pcm_buf, pcm_buf, g1, g2, celt_mode->overlap,
1054                   frame_size, st->channels, celt_mode->window, st->Fs);
1055             st->hybrid_stereo_width_Q14 = st->silk_mode.stereoWidth_Q14;
1056         }
1057     }
1058
1059     if ( st->mode != MODE_CELT_ONLY && ec_tell(&enc)+17+20*(st->mode == MODE_HYBRID) <= 8*(max_data_bytes-1))
1060     {
1061         /* For SILK mode, the redundancy is inferred from the length */
1062         if (st->mode == MODE_HYBRID && (redundancy || ec_tell(&enc)+37 <= 8*nb_compr_bytes))
1063            ec_enc_bit_logp(&enc, redundancy, 12);
1064         if (redundancy)
1065         {
1066             int max_redundancy;
1067             ec_enc_bit_logp(&enc, celt_to_silk, 1);
1068             if (st->mode == MODE_HYBRID)
1069                max_redundancy = (max_data_bytes-1)-nb_compr_bytes-1;
1070             else
1071                max_redundancy = (max_data_bytes-1)-((ec_tell(&enc)+7)>>3);
1072             /* Target the same bit-rate for redundancy as for the rest,
1073                up to a max of 257 bytes */
1074             redundancy_bytes = IMIN(max_redundancy, st->bitrate_bps/1600);
1075             redundancy_bytes = IMIN(257, IMAX(2, redundancy_bytes));
1076             if (st->mode == MODE_HYBRID)
1077                 ec_enc_uint(&enc, redundancy_bytes-2, 256);
1078         }
1079     } else {
1080         redundancy = 0;
1081     }
1082
1083     if (!redundancy)
1084        st->silk_bw_switch = 0;
1085
1086     if (st->mode != MODE_CELT_ONLY)start_band=17;
1087
1088     if (st->mode == MODE_SILK_ONLY)
1089     {
1090         ret = (ec_tell(&enc)+7)>>3;
1091         ec_enc_done(&enc);
1092         /*When in LPC only mode it's perfectly
1093           reasonable to strip off trailing zero bytes as
1094           the required range decoder behavior is to
1095           fill these in. This can't be done when the MDCT
1096           modes are used because the decoder needs to know
1097           the actual length for allocation purposes.*/
1098         if(!redundancy)
1099             while(ret>2&&data[ret-1]==0)ret--;
1100         nb_compr_bytes = ret;
1101     } else {
1102        nb_compr_bytes = IMIN((max_data_bytes-1)-redundancy_bytes, nb_compr_bytes);
1103        ec_enc_shrink(&enc, nb_compr_bytes);
1104     }
1105
1106
1107     /* 5 ms redundant frame for CELT->SILK */
1108     if (redundancy && celt_to_silk)
1109     {
1110         int err;
1111         celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_START_BAND(0));
1112         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_VBR(0));
1113         err = celt_encode_with_ec(celt_enc, pcm_buf, st->Fs/200, data+nb_compr_bytes, redundancy_bytes, NULL);
1114         if (err < 0)
1115             return OPUS_INTERNAL_ERROR;
1116         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_GET_FINAL_RANGE(&redundant_rng));
1117         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_RESET_STATE);
1118     }
1119
1120     celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_START_BAND(start_band));
1121
1122     if (st->mode != MODE_SILK_ONLY)
1123     {
1124         if (st->mode != st->prev_mode && st->prev_mode > 0)
1125         {
1126            unsigned char dummy[2];
1127            celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_RESET_STATE);
1128
1129            /* Prefilling */
1130            celt_encode_with_ec(celt_enc, tmp_prefill, st->Fs/400, dummy, 2, NULL);
1131            celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_PREDICTION(0));
1132         }
1133         ret = celt_encode_with_ec(celt_enc, pcm_buf, frame_size, NULL, nb_compr_bytes, &enc);
1134         if (ret < 0)
1135            return OPUS_INTERNAL_ERROR;
1136     }
1137
1138     /* 5 ms redundant frame for SILK->CELT */
1139     if (redundancy && !celt_to_silk)
1140     {
1141         int err;
1142         unsigned char dummy[2];
1143         int N2, N4;
1144         N2 = st->Fs/200;
1145         N4 = st->Fs/400;
1146
1147         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_RESET_STATE);
1148         celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_START_BAND(0));
1149         celt_encoder_ctl(celt_enc, CELT_SET_PREDICTION(0));
1150
1151         /* NOTE: We could speed this up slightly (at the expense of code size) by just adding a function that prefills the buffer */
1152         celt_encode_with_ec(celt_enc, pcm_buf+st->channels*(frame_size-N2-N4), N4, dummy, 2, NULL);
1153
1154         err = celt_encode_with_ec(celt_enc, pcm_buf+st->channels*(frame_size-N2), N2, data+nb_compr_bytes, redundancy_bytes, NULL);
1155         if (err < 0)
1156             return OPUS_INTERNAL_ERROR;
1157         celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_GET_FINAL_RANGE(&redundant_rng));
1158     }
1159
1160
1161
1162     /* Signalling the mode in the first byte */
1163     data--;
1164     data[0] = gen_toc(st->mode, st->Fs/frame_size, curr_bandwidth, st->stream_channels);
1165
1166     st->rangeFinal = enc.rng ^ redundant_rng;
1167
1168     if (to_celt)
1169         st->prev_mode = MODE_CELT_ONLY;
1170     else
1171         st->prev_mode = st->mode;
1172     st->prev_channels = st->stream_channels;
1173     st->prev_framesize = frame_size;
1174
1175     st->first = 0;
1176     if (!redundancy && st->mode==MODE_SILK_ONLY && ret >= 2)
1177     {
1178        /* In the unlikely case that the SILK encoder busted its target, tell
1179           the decoder to call the PLC */
1180        if (ec_tell(&enc) > (max_data_bytes-1)*8)
1181        {
1182           data[1] = 0;
1183           ret = 1;
1184           st->rangeFinal = 0;
1185        }
1186        if (!st->use_vbr)
1187        {
1188           pad_frame(data, ret+1, max_data_bytes);
1189           ret = max_data_bytes - 1;
1190        }
1191     }
1192     RESTORE_STACK;
1193     return ret+1+redundancy_bytes;
1194 }
1195
1196 #ifdef FIXED_POINT
1197
1198 #ifndef DISABLE_FLOAT_API
1199 int opus_encode_float(OpusEncoder *st, const float *pcm, int frame_size,
1200       unsigned char *data, int max_data_bytes)
1201 {
1202    int i, ret;
1203    VARDECL(opus_int16, in);
1204    ALLOC_STACK;
1205
1206    ALLOC(in, frame_size*st->channels, opus_int16);
1207
1208    for (i=0;i<frame_size*st->channels;i++)
1209       in[i] = FLOAT2INT16(pcm[i]);
1210    ret = opus_encode(st, in, frame_size, data, max_data_bytes);
1211    RESTORE_STACK;
1212    return ret;
1213 }
1214 #endif
1215
1216 #else
1217 int opus_encode(OpusEncoder *st, const opus_int16 *pcm, int frame_size,
1218       unsigned char *data, int max_data_bytes)
1219 {
1220    int i, ret;
1221    VARDECL(float, in);
1222    ALLOC_STACK;
1223
1224    ALLOC(in, frame_size*st->channels, float);
1225
1226    for (i=0;i<frame_size*st->channels;i++)
1227       in[i] = (1.0f/32768)*pcm[i];
1228    ret = opus_encode_float(st, in, frame_size, data, max_data_bytes);
1229    RESTORE_STACK;
1230    return ret;
1231 }
1232 #endif
1233
1234
1235 int opus_encoder_ctl(OpusEncoder *st, int request, ...)
1236 {
1237     int ret;
1238     CELTEncoder *celt_enc;
1239     va_list ap;
1240
1241     ret = OPUS_OK;
1242     va_start(ap, request);
1243
1244     celt_enc = (CELTEncoder*)((char*)st+st->celt_enc_offset);
1245
1246     switch (request)
1247     {
1248         case OPUS_SET_APPLICATION_REQUEST:
1249         {
1250             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1251             if (   (value != OPUS_APPLICATION_VOIP && value != OPUS_APPLICATION_AUDIO
1252                  && value != OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY)
1253                || (!st->first && st->application != value))
1254             {
1255                ret = OPUS_BAD_ARG;
1256                break;
1257             }
1258             st->application = value;
1259         }
1260         break;
1261         case OPUS_GET_APPLICATION_REQUEST:
1262         {
1263             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1264             *value = st->application;
1265         }
1266         break;
1267         case OPUS_SET_BITRATE_REQUEST:
1268         {
1269             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1270             if (value != OPUS_AUTO && value != OPUS_BITRATE_MAX)
1271             {
1272                 if (value <= 0)
1273                     goto bad_arg;
1274                 else if (value <= 500)
1275                     value = 500;
1276                 else if (value > (opus_int32)300000*st->channels)
1277                     value = (opus_int32)300000*st->channels;
1278             }
1279             st->user_bitrate_bps = value;
1280         }
1281         break;
1282         case OPUS_GET_BITRATE_REQUEST:
1283         {
1284             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1285             *value = user_bitrate_to_bitrate(st, st->prev_framesize, 1276);
1286         }
1287         break;
1288         case OPUS_SET_FORCE_CHANNELS_REQUEST:
1289         {
1290             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1291             if((value<1 || value>st->channels) && value != OPUS_AUTO)
1292                 return OPUS_BAD_ARG;
1293             st->force_channels = value;
1294         }
1295         break;
1296         case OPUS_GET_FORCE_CHANNELS_REQUEST:
1297         {
1298             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1299             *value = st->force_channels;
1300         }
1301         break;
1302         case OPUS_SET_MAX_BANDWIDTH_REQUEST:
1303         {
1304             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1305             if (value < OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND || value > OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND)
1306                 return OPUS_BAD_ARG;
1307             st->max_bandwidth = value;
1308             if (st->max_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND) {
1309                 st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 8000;
1310             } else if (st->max_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND) {
1311                 st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 12000;
1312             } else {
1313                 st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 16000;
1314             }
1315         }
1316         break;
1317         case OPUS_GET_MAX_BANDWIDTH_REQUEST:
1318         {
1319             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1320             *value = st->max_bandwidth;
1321         }
1322         break;
1323         case OPUS_SET_BANDWIDTH_REQUEST:
1324         {
1325             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1326             if ((value < OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND || value > OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND) && value != OPUS_AUTO)
1327                 return OPUS_BAD_ARG;
1328             st->user_bandwidth = value;
1329             if (st->user_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND) {
1330                 st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 8000;
1331             } else if (st->user_bandwidth == OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND) {
1332                 st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 12000;
1333             } else {
1334                 st->silk_mode.maxInternalSampleRate = 16000;
1335             }
1336         }
1337         break;
1338         case OPUS_GET_BANDWIDTH_REQUEST:
1339         {
1340             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1341             *value = st->bandwidth;
1342         }
1343         break;
1344         case OPUS_SET_DTX_REQUEST:
1345         {
1346             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1347             if(value<0 || value>1)
1348                 return OPUS_BAD_ARG;
1349             st->silk_mode.useDTX = value;
1350         }
1351         break;
1352         case OPUS_GET_DTX_REQUEST:
1353         {
1354             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1355             *value = st->silk_mode.useDTX;
1356         }
1357         break;
1358         case OPUS_SET_COMPLEXITY_REQUEST:
1359         {
1360             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1361             if(value<0 || value>10)
1362                 return OPUS_BAD_ARG;
1363             st->silk_mode.complexity = value;
1364             celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_COMPLEXITY(value));
1365         }
1366         break;
1367         case OPUS_GET_COMPLEXITY_REQUEST:
1368         {
1369             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1370             *value = st->silk_mode.complexity;
1371         }
1372         break;
1373         case OPUS_SET_INBAND_FEC_REQUEST:
1374         {
1375             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1376             if(value<0 || value>1)
1377                 return OPUS_BAD_ARG;
1378             st->silk_mode.useInBandFEC = value;
1379         }
1380         break;
1381         case OPUS_GET_INBAND_FEC_REQUEST:
1382         {
1383             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1384             *value = st->silk_mode.useInBandFEC;
1385         }
1386         break;
1387         case OPUS_SET_PACKET_LOSS_PERC_REQUEST:
1388         {
1389             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1390             if (value < 0 || value > 100)
1391                 return OPUS_BAD_ARG;
1392             st->silk_mode.packetLossPercentage = value;
1393             celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_SET_PACKET_LOSS_PERC(value));
1394         }
1395         break;
1396         case OPUS_GET_PACKET_LOSS_PERC_REQUEST:
1397         {
1398             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1399             *value = st->silk_mode.packetLossPercentage;
1400         }
1401         break;
1402         case OPUS_SET_VBR_REQUEST:
1403         {
1404             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1405             if(value<0 || value>1)
1406                 return OPUS_BAD_ARG;
1407             st->use_vbr = value;
1408             st->silk_mode.useCBR = 1-value;
1409         }
1410         break;
1411         case OPUS_GET_VBR_REQUEST:
1412         {
1413             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1414             *value = st->use_vbr;
1415         }
1416         break;
1417         case OPUS_SET_VOICE_RATIO_REQUEST:
1418         {
1419             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1420             if (value>100 || value<-1)
1421                 goto bad_arg;
1422             st->voice_ratio = value;
1423         }
1424         break;
1425         case OPUS_GET_VOICE_RATIO_REQUEST:
1426         {
1427             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1428             *value = st->voice_ratio;
1429         }
1430         break;
1431         case OPUS_SET_VBR_CONSTRAINT_REQUEST:
1432         {
1433             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1434             if(value<0 || value>1)
1435                 return OPUS_BAD_ARG;
1436             st->vbr_constraint = value;
1437         }
1438         break;
1439         case OPUS_GET_VBR_CONSTRAINT_REQUEST:
1440         {
1441             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1442             *value = st->vbr_constraint;
1443         }
1444         break;
1445         case OPUS_SET_SIGNAL_REQUEST:
1446         {
1447             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1448             if(value!=OPUS_AUTO && value!=OPUS_SIGNAL_VOICE && value!=OPUS_SIGNAL_MUSIC)
1449                 return OPUS_BAD_ARG;
1450             st->signal_type = value;
1451         }
1452         break;
1453         case OPUS_GET_SIGNAL_REQUEST:
1454         {
1455             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1456             *value = st->signal_type;
1457         }
1458         break;
1459         case OPUS_GET_LOOKAHEAD_REQUEST:
1460         {
1461             opus_int32 *value = va_arg(ap, opus_int32*);
1462             *value = st->Fs/400;
1463             if (st->application != OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY)
1464                 *value += st->delay_compensation;
1465         }
1466         break;
1467         case OPUS_GET_FINAL_RANGE_REQUEST:
1468         {
1469             opus_uint32 *value = va_arg(ap, opus_uint32*);
1470             *value = st->rangeFinal;
1471         }
1472         break;
1473         case OPUS_RESET_STATE:
1474         {
1475            void *silk_enc;
1476            silk_EncControlStruct dummy;
1477            silk_enc = (char*)st+st->silk_enc_offset;
1478
1479            OPUS_CLEAR((char*)&st->OPUS_ENCODER_RESET_START,
1480                  sizeof(OpusEncoder)-
1481                  ((char*)&st->OPUS_ENCODER_RESET_START - (char*)st));
1482
1483            celt_encoder_ctl(celt_enc, OPUS_RESET_STATE);
1484            silk_InitEncoder( silk_enc, &dummy );
1485            st->stream_channels = st->channels;
1486            st->hybrid_stereo_width_Q14 = 1 << 14;
1487            st->first = 1;
1488            st->mode = MODE_HYBRID;
1489            st->bandwidth = OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND;
1490            st->variable_HP_smth2_Q15 = silk_LSHIFT( silk_lin2log( VARIABLE_HP_MIN_CUTOFF_HZ ), 8 );
1491         }
1492         break;
1493         case OPUS_SET_FORCE_MODE_REQUEST:
1494         {
1495             opus_int32 value = va_arg(ap, opus_int32);
1496             if ((value < MODE_SILK_ONLY || value > MODE_CELT_ONLY) && value != OPUS_AUTO)
1497                goto bad_arg;
1498             st->user_forced_mode = value;
1499         }
1500         break;
1501         default:
1502             /* fprintf(stderr, "unknown opus_encoder_ctl() request: %d", request);*/
1503             ret = OPUS_UNIMPLEMENTED;
1504             break;
1505     }
1506     va_end(ap);
1507     return ret;
1508 bad_arg:
1509     va_end(ap);
1510     return OPUS_BAD_ARG;
1511 }
1512
1513 void opus_encoder_destroy(OpusEncoder *st)
1514 {
1515     opus_free(st);
1516 }