Fixes multistream doc
[opus.git] / include / opus.h
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 COPYRIGHT OWNER
19    OR 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 /**
29  * @file opus.h
30  * @brief Opus reference implementation API
31  */
32
33 #ifndef OPUS_H
34 #define OPUS_H
35
36 #include "opus_types.h"
37 #include "opus_defines.h"
38
39 #ifdef __cplusplus
40 extern "C" {
41 #endif
42
43 /**
44  * @mainpage Opus
45  *
46  * The Opus codec is designed for interactive speech and audio transmission over the Internet.
47  * It is designed by the IETF Codec Working Group and incorporates technology from
48  * Skype's SILK codec and Xiph.Org's CELT codec.
49  *
50  * The Opus codec is designed to handle a wide range of interactive audio applications,
51  * including Voice over IP, videoconferencing, in-game chat, and even remote live music
52  * performances. It can scale from low bit-rate narrowband speech to very high quality
53  * stereo music. Its main features are:
54
55  * @li Sampling rates from 8 to 48 kHz
56  * @li Bit-rates from 6 kb/s to 510 kb/s
57  * @li Support for both constant bit-rate (CBR) and variable bit-rate (VBR)
58  * @li Audio bandwidth from narrowband to full-band
59  * @li Support for speech and music
60  * @li Support for mono and stereo
61  * @li Support for multichannel (up to 255 channels)
62  * @li Frame sizes from 2.5 ms to 60 ms
63  * @li Good loss robustness and packet loss concealment (PLC)
64  * @li Floating point and fixed-point implementation
65  *
66  * Documentation sections:
67  * @li @ref opus_encoder
68  * @li @ref opus_decoder
69  * @li @ref opus_repacketizer
70  * @li @ref opus_multistream
71  * @li @ref opus_libinfo
72  * @li @ref opus_custom
73  */
74
75 /** @defgroup opus_encoder Opus Encoder
76   * @{
77   *
78   * @brief This page describes the process and functions used to encode Opus.
79   *
80   * Since Opus is a stateful codec, the encoding process starts with creating an encoder
81   * state. This can be done with:
82   *
83   * @code
84   * int          error;
85   * OpusEncoder *enc;
86   * enc = opus_encoder_create(Fs, channels, application, &error);
87   * @endcode
88   *
89   * From this point, @c enc can be used for encoding an audio stream. An encoder state
90   * @b must @b not be used for more than one stream at the same time. Similarly, the encoder
91   * state @b must @b not be re-initialized for each frame.
92   *
93   * While opus_encoder_create() allocates memory for the state, it's also possible
94   * to initialize pre-allocated memory:
95   *
96   * @code
97   * int          size;
98   * int          error;
99   * OpusEncoder *enc;
100   * size = opus_encoder_get_size(channels);
101   * enc = malloc(size);
102   * error = opus_encoder_init(enc, Fs, channels, application);
103   * @endcode
104   *
105   * where opus_encoder_get_size() returns the required size for the encoder state. Note that
106   * future versions of this code may change the size, so no assuptions should be made about it.
107   *
108   * The encoder state is always continuous in memory and only a shallow copy is sufficient
109   * to copy it (e.g. memcpy())
110   *
111   * It is possible to change some of the encoder's settings using the opus_encoder_ctl()
112   * interface. All these settings already default to the recommended value, so they should
113   * only be changed when necessary. The most common settings one may want to change are:
114   *
115   * @code
116   * opus_encoder_ctl(enc, OPUS_SET_BITRATE(bitrate));
117   * opus_encoder_ctl(enc, OPUS_SET_COMPLEXITY(complexity));
118   * opus_encoder_ctl(enc, OPUS_SET_SIGNAL(signal_type));
119   * @endcode
120   *
121   * where
122   *
123   * @arg bitrate is in bits per second (b/s)
124   * @arg complexity is a value from 1 to 10, where 1 is the lowest complexity and 10 is the highest
125   * @arg signal_type is either OPUS_AUTO (default), OPUS_SIGNAL_VOICE, or OPUS_SIGNAL_MUSIC
126   *
127   * See @ref opus_encoderctls and @ref opus_genericctls for a complete list of parameters that can be set or queried. Most parameters can be set or changed at any time during a stream.
128   *
129   * To encode a frame, opus_encode() or opus_encode_float() must be called with exactly one frame (2.5, 5, 10, 20, 40 or 60 ms) of audio data:
130   * @code
131   * len = opus_encode(enc, audio_frame, frame_size, packet, max_packet);
132   * @endcode
133   *
134   * where
135   * <ul>
136   * <li>audio_frame is the audio data in opus_int16 (or float for opus_encode_float())</li>
137   * <li>frame_size is the duration of the frame in samples (per channel)</li>
138   * <li>packet is the byte array to which the compressed data is written</li>
139   * <li>max_packet is the maximum number of bytes that can be written in the packet (4000 bytes is recommended)</li>
140   * </ul>
141   *
142   * opus_encode() and opus_encode_frame() return the number of bytes actually written to the packet.
143   * The return value <b>can be negative</b>, which indicates that an error has occurred. If the return value
144   * is 1 byte, then the packet does not need to be transmitted (DTX).
145   *
146   * Once the encoder state if no longer needed, it can be destroyed with
147   *
148   * @code
149   * opus_encoder_destroy(enc);
150   * @endcode
151   *
152   * If the encoder was created with opus_encoder_init() rather than opus_encoder_create(),
153   * then no action is required aside from potentially freeing the memory that was manually
154   * allocated for it (calling free(enc) for the example above)
155   *
156   */
157
158 /** Opus encoder state.
159   * This contains the complete state of an Opus encoder.
160   * It is position independent and can be freely copied.
161   * @see opus_encoder_create,opus_encoder_init
162   */
163 typedef struct OpusEncoder OpusEncoder;
164
165 /** Gets the size of an <code>OpusEncoder</code> structure.
166   * @param[in] channels <tt>int</tt>: Number of channels.
167   *                                   This must be 1 or 2.
168   * @returns The size in bytes.
169   */
170 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_encoder_get_size(int channels);
171
172 /**
173  */
174
175 /** Allocates and initializes an encoder state.
176  * There are three coding modes:
177  *
178  * @ref OPUS_APPLICATION_VOIP gives best quality at a given bitrate for voice
179  *    signals. It enhances the  input signal by high-pass filtering and
180  *    emphasizing formants and harmonics. Optionally  it includes in-band
181  *    forward error correction to protect against packet loss. Use this
182  *    mode for typical VoIP applications. Because of the enhancement,
183  *    even at high bitrates the output may sound different from the input.
184  *
185  * @ref OPUS_APPLICATION_AUDIO gives best quality at a given bitrate for most
186  *    non-voice signals like music. Use this mode for music and mixed
187  *    (music/voice) content, broadcast, and applications requiring less
188  *    than 15 ms of coding delay.
189  *
190  * @ref OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY configures low-delay mode that
191  *    disables the speech-optimized mode in exchange for slightly reduced delay.
192  *    This mode can only be set on an newly initialized or freshly reset encoder
193  *    because it changes the codec delay.
194  *
195  * This is useful when the caller knows that the speech-optimized modes will not be needed (use with caution).
196  * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sampling rate of input signal (Hz)
197  *                                     This must be one of 8000, 12000, 16000,
198  *                                     24000, or 48000.
199  * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels (1 or 2) in input signal
200  * @param [in] application <tt>int</tt>: Coding mode (@ref OPUS_APPLICATION_VOIP/@ref OPUS_APPLICATION_AUDIO/@ref OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY)
201  * @param [out] error <tt>int*</tt>: @ref opus_errorcodes
202  * @note Regardless of the sampling rate and number channels selected, the Opus encoder
203  * can switch to a lower audio bandwidth or number of channels if the bitrate
204  * selected is too low. This also means that it is safe to always use 48 kHz stereo input
205  * and let the encoder optimize the encoding.
206  */
207 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT OpusEncoder *opus_encoder_create(
208     opus_int32 Fs,
209     int channels,
210     int application,
211     int *error
212 );
213
214 /** Initializes a previously allocated encoder state
215   * The memory pointed to by st must be at least the size returned by opus_encoder_get_size().
216   * This is intended for applications which use their own allocator instead of malloc.
217   * @see opus_encoder_create(),opus_encoder_get_size()
218   * To reset a previously initialized state, use the #OPUS_RESET_STATE CTL.
219   * @param [in] st <tt>OpusEncoder*</tt>: Encoder state
220   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sampling rate of input signal (Hz)
221  *                                      This must be one of 8000, 12000, 16000,
222  *                                      24000, or 48000.
223   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels (1 or 2) in input signal
224   * @param [in] application <tt>int</tt>: Coding mode (OPUS_APPLICATION_VOIP/OPUS_APPLICATION_AUDIO/OPUS_APPLICATION_RESTRICTED_LOWDELAY)
225   * @retval #OPUS_OK Success or @ref opus_errorcodes
226   */
227 OPUS_EXPORT int opus_encoder_init(
228     OpusEncoder *st,
229     opus_int32 Fs,
230     int channels,
231     int application
232 ) OPUS_ARG_NONNULL(1);
233
234 /** Encodes an Opus frame.
235   * @param [in] st <tt>OpusEncoder*</tt>: Encoder state
236   * @param [in] pcm <tt>opus_int16*</tt>: Input signal (interleaved if 2 channels). length is frame_size*channels*sizeof(opus_int16)
237   * @param [in] frame_size <tt>int</tt>: Number of samples per channel in the
238   *                                      input signal.
239   *                                      This must be an Opus frame size for
240   *                                      the encoder's sampling rate.
241   *                                      For example, at 48 kHz the permitted
242   *                                      values are 120, 240, 480, 960, 1920,
243   *                                      and 2880.
244   *                                      Passing in a duration of less than
245   *                                      10 ms (480 samples at 48 kHz) will
246   *                                      prevent the encoder from using the LPC
247   *                                      or hybrid modes.
248   * @param [out] data <tt>unsigned char*</tt>: Output payload.
249   *                                            This must contain storage for at
250   *                                            least \a max_data_bytes.
251   * @param [in] max_data_bytes <tt>opus_int32</tt>: Size of the allocated
252   *                                                 memory for the output
253   *                                                 payload. This may be
254   *                                                 used to impose an upper limit on
255   *                                                 the variable bitrate, but should
256   *                                                 not be used as the only bitrate
257   *                                                 control.
258   * @returns The length of the encoded packet (in bytes) on success or a
259   *          negative error code (see @ref opus_errorcodes) on failure.
260   */
261 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_encode(
262     OpusEncoder *st,
263     const opus_int16 *pcm,
264     int frame_size,
265     unsigned char *data,
266     opus_int32 max_data_bytes
267 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2) OPUS_ARG_NONNULL(4);
268
269 /** Encodes an Opus frame from floating point input.
270   * @param [in] st <tt>OpusEncoder*</tt>: Encoder state
271   * @param [in] pcm <tt>float*</tt>: Input in float format (interleaved if 2 channels), with a normal range of +/-1.0.
272   *          Samples with a range beyond +/-1.0 are supported but will
273   *          be clipped by decoders using the integer API and should
274   *          only be used if it is known that the far end supports
275   *          extended dynamic range.
276   *          length is frame_size*channels*sizeof(float)
277   * @param [in] frame_size <tt>int</tt>: Number of samples per channel in the
278   *                                      input signal.
279   *                                      This must be an Opus frame size for
280   *                                      the encoder's sampling rate.
281   *                                      For example, at 48 kHz the permitted
282   *                                      values are 120, 240, 480, 960, 1920,
283   *                                      and 2880.
284   *                                      Passing in a duration of less than
285   *                                      10 ms (480 samples at 48 kHz) will
286   *                                      prevent the encoder from using the LPC
287   *                                      or hybrid modes.
288   * @param [out] data <tt>unsigned char*</tt>: Output payload.
289   *                                            This must contain storage for at
290   *                                            least \a max_data_bytes.
291   * @param [in] max_data_bytes <tt>opus_int32</tt>: Size of the allocated
292   *                                                 memory for the output
293   *                                                 payload. This may be
294   *                                                 used to impose an upper limit on
295   *                                                 the variable bitrate, but should
296   *                                                 not be used as the only bitrate
297   *                                                 control.
298   * @returns The length of the encoded packet (in bytes) on success or a
299   *          negative error code (see @ref opus_errorcodes) on failure.
300   */
301 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_encode_float(
302     OpusEncoder *st,
303     const float *pcm,
304     int frame_size,
305     unsigned char *data,
306     opus_int32 max_data_bytes
307 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2) OPUS_ARG_NONNULL(4);
308
309 /** Frees an <code>OpusEncoder</code> allocated by opus_encoder_create().
310   * @param[in] st <tt>OpusEncoder*</tt>: State to be freed.
311   */
312 OPUS_EXPORT void opus_encoder_destroy(OpusEncoder *st);
313
314 /** Perform a CTL function on an Opus encoder.
315   *
316   * Generally the request and subsequent arguments are generated
317   * by a convenience macro.
318   * @param st <tt>OpusEncoder*</tt>: Encoder state.
319   * @param request This and all remaining parameters should be replaced by one
320   *                of the convenience macros in @ref opus_genericctls or
321   *                @ref opus_encoderctls.
322   * @see opus_genericctls
323   * @see opus_encoderctls
324   */
325 OPUS_EXPORT int opus_encoder_ctl(OpusEncoder *st, int request, ...) OPUS_ARG_NONNULL(1);
326 /**@}*/
327
328 /** @defgroup opus_decoder Opus Decoder
329   * @{
330   *
331   * @brief This page describes the process and functions used to decode Opus.
332   *
333   * The decoding process also starts with creating a decoder
334   * state. This can be done with:
335   * @code
336   * int          error;
337   * OpusDecoder *dec;
338   * dec = opus_decoder_create(Fs, channels, &error);
339   * @endcode
340   * where
341   * @li Fs is the sampling rate and must be 8000, 12000, 16000, 24000, or 48000
342   * @li channels is the number of channels (1 or 2)
343   * @li error will hold the error code in case or failure (or #OPUS_OK on success)
344   * @li the return value is a newly created decoder state to be used for decoding
345   *
346   * While opus_decoder_create() allocates memory for the state, it's also possible
347   * to initialize pre-allocated memory:
348   * @code
349   * int          size;
350   * int          error;
351   * OpusDecoder *dec;
352   * size = opus_decoder_get_size(channels);
353   * dec = malloc(size);
354   * error = opus_decoder_init(dec, Fs, channels);
355   * @endcode
356   * where opus_decoder_get_size() returns the required size for the decoder state. Note that
357   * future versions of this code may change the size, so no assuptions should be made about it.
358   *
359   * The decoder state is always continuous in memory and only a shallow copy is sufficient
360   * to copy it (e.g. memcpy())
361   *
362   * To decode a frame, opus_decode() or opus_decode_float() must be called with a packet of compressed audio data:
363   * @code
364   * frame_size = opus_decode(dec, packet, len, decoded, max_size, 0);
365   * @endcode
366   * where
367   *
368   * @li packet is the byte array containing the compressed data
369   * @li len is the exact number of bytes contained in the packet
370   * @li decoded is the decoded audio data in opus_int16 (or float for opus_decode_float())
371   * @li max_size is the max duration of the frame in samples (per channel) that can fit into the decoded_frame array
372   *
373   * opus_decode() and opus_decode_float() return the number of samples (per channel) decoded from the packet.
374   * If that value is negative, then an error has occured. This can occur if the packet is corrupted or if the audio
375   * buffer is too small to hold the decoded audio.
376   *
377   * Opus is a stateful codec with overlapping blocks and as a result Opus
378   * packets are not coded independently of each other. Packets must be
379   * passed into the decoder serially and in the correct order for a correct
380   * decode. Lost packets can be replaced with loss concealment by calling
381   * the decoder with a null pointer and zero length for the missing packet.
382   *
383   * A single codec state may only be accessed from a single thread at
384   * a time and any required locking must be performed by the caller. Separate
385   * streams must be decoded with separate decoder states and can be decoded
386   * in parallel unless the library was compiled with NONTHREADSAFE_PSEUDOSTACK
387   * defined.
388   *
389   */
390
391 /** Opus decoder state.
392   * This contains the complete state of an Opus decoder.
393   * It is position independent and can be freely copied.
394   * @see opus_decoder_create,opus_decoder_init
395   */
396 typedef struct OpusDecoder OpusDecoder;
397
398 /** Gets the size of an <code>OpusDecoder</code> structure.
399   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels.
400   *                                    This must be 1 or 2.
401   * @returns The size in bytes.
402   */
403 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decoder_get_size(int channels);
404
405 /** Allocates and initializes a decoder state.
406   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sample rate to decode at (Hz).
407   *                                     This must be one of 8000, 12000, 16000,
408   *                                     24000, or 48000.
409   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels (1 or 2) to decode
410   * @param [out] error <tt>int*</tt>: #OPUS_OK Success or @ref opus_errorcodes
411   *
412   * Internally Opus stores data at 48000 Hz, so that should be the default
413   * value for Fs. However, the decoder can efficiently decode to buffers
414   * at 8, 12, 16, and 24 kHz so if for some reason the caller cannot use
415   * data at the full sample rate, or knows the compressed data doesn't
416   * use the full frequency range, it can request decoding at a reduced
417   * rate. Likewise, the decoder is capable of filling in either mono or
418   * interleaved stereo pcm buffers, at the caller's request.
419   */
420 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT OpusDecoder *opus_decoder_create(
421     opus_int32 Fs,
422     int channels,
423     int *error
424 );
425
426 /** Initializes a previously allocated decoder state.
427   * The state must be at least the size returned by opus_decoder_get_size().
428   * This is intended for applications which use their own allocator instead of malloc. @see opus_decoder_create,opus_decoder_get_size
429   * To reset a previously initialized state, use the #OPUS_RESET_STATE CTL.
430   * @param [in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state.
431   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sampling rate to decode to (Hz).
432   *                                     This must be one of 8000, 12000, 16000,
433   *                                     24000, or 48000.
434   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels (1 or 2) to decode
435   * @retval #OPUS_OK Success or @ref opus_errorcodes
436   */
437 OPUS_EXPORT int opus_decoder_init(
438     OpusDecoder *st,
439     opus_int32 Fs,
440     int channels
441 ) OPUS_ARG_NONNULL(1);
442
443 /** Decode an Opus packet.
444   * @param [in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state
445   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Input payload. Use a NULL pointer to indicate packet loss
446   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Number of bytes in payload*
447   * @param [out] pcm <tt>opus_int16*</tt>: Output signal (interleaved if 2 channels). length
448   *  is frame_size*channels*sizeof(opus_int16)
449   * @param [in] frame_size Number of samples per channel of available space in \a pcm.
450   *  If this is less than the maximum frame size (120 ms), this function will
451   *  not be capable of decoding some packets.
452   * @param [in] decode_fec <tt>int</tt>: Flag (0 or 1) to request that any in-band forward error correction data be
453   *  decoded. If no such data is available, the frame is decoded as if it were lost.
454   * @returns Number of decoded samples or @ref opus_errorcodes
455   */
456 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decode(
457     OpusDecoder *st,
458     const unsigned char *data,
459     opus_int32 len,
460     opus_int16 *pcm,
461     int frame_size,
462     int decode_fec
463 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
464
465 /** Decode an Opus packet with floating point output.
466   * @param [in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state
467   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Input payload. Use a NULL pointer to indicate packet loss
468   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Number of bytes in payload
469   * @param [out] pcm <tt>float*</tt>: Output signal (interleaved if 2 channels). length
470   *  is frame_size*channels*sizeof(float)
471   * @param [in] frame_size Number of samples per channel of available space in *pcm,
472   *  if less than the maximum frame size (120ms) some frames can not be decoded
473   * @param [in] decode_fec <tt>int</tt>: Flag (0 or 1) to request that any in-band forward error correction data be
474   *  decoded. If no such data is available the frame is decoded as if it were lost.
475   * @returns Number of decoded samples or @ref opus_errorcodes
476   */
477 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decode_float(
478     OpusDecoder *st,
479     const unsigned char *data,
480     opus_int32 len,
481     float *pcm,
482     int frame_size,
483     int decode_fec
484 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
485
486 /** Perform a CTL function on an Opus decoder.
487   *
488   * Generally the request and subsequent arguments are generated
489   * by a convenience macro.
490   * @param st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state.
491   * @param request This and all remaining parameters should be replaced by one
492   *                of the convenience macros in @ref opus_genericctls or
493   *                @ref opus_decoderctls.
494   * @see opus_genericctls
495   * @see opus_decoderctls
496   */
497 OPUS_EXPORT int opus_decoder_ctl(OpusDecoder *st, int request, ...) OPUS_ARG_NONNULL(1);
498
499 /** Frees an <code>OpusDecoder</code> allocated by opus_decoder_create().
500   * @param[in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: State to be freed.
501   */
502 OPUS_EXPORT void opus_decoder_destroy(OpusDecoder *st);
503
504 /** Parse an opus packet into one or more frames.
505   * Opus_decode will perform this operation internally so most applications do
506   * not need to use this function.
507   * This function does not copy the frames, the returned pointers are pointers into
508   * the input packet.
509   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet to be parsed
510   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: size of data
511   * @param [out] out_toc <tt>char*</tt>: TOC pointer
512   * @param [out] frames <tt>char*[48]</tt> encapsulated frames
513   * @param [out] size <tt>short[48]</tt> sizes of the encapsulated frames
514   * @param [out] payload_offset <tt>int*</tt>: returns the position of the payload within the packet (in bytes)
515   * @returns number of frames
516   */
517 OPUS_EXPORT int opus_packet_parse(
518    const unsigned char *data,
519    opus_int32 len,
520    unsigned char *out_toc,
521    const unsigned char *frames[48],
522    short size[48],
523    int *payload_offset
524 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
525
526 /** Gets the bandwidth of an Opus packet.
527   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet
528   * @retval OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND Narrowband (4kHz bandpass)
529   * @retval OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND Mediumband (6kHz bandpass)
530   * @retval OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND Wideband (8kHz bandpass)
531   * @retval OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND Superwideband (12kHz bandpass)
532   * @retval OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND Fullband (20kHz bandpass)
533   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
534   */
535 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_bandwidth(const unsigned char *data) OPUS_ARG_NONNULL(1);
536
537 /** Gets the number of samples per frame from an Opus packet.
538   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet.
539   *                                  This must contain at least one byte of
540   *                                  data.
541   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sampling rate in Hz.
542   *                                     This must be a multiple of 400, or
543   *                                     inaccurate results will be returned.
544   * @returns Number of samples per frame.
545   */
546 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_samples_per_frame(const unsigned char *data, opus_int32 Fs) OPUS_ARG_NONNULL(1);
547
548 /** Gets the number of channels from an Opus packet.
549   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet
550   * @returns Number of channels
551   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
552   */
553 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_nb_channels(const unsigned char *data) OPUS_ARG_NONNULL(1);
554
555 /** Gets the number of frames in an Opus packet.
556   * @param [in] packet <tt>char*</tt>: Opus packet
557   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Length of packet
558   * @returns Number of frames
559   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
560   */
561 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_nb_frames(const unsigned char packet[], opus_int32 len) OPUS_ARG_NONNULL(1);
562
563 /** Gets the number of samples of an Opus packet.
564   * @param [in] dec <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state
565   * @param [in] packet <tt>char*</tt>: Opus packet
566   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Length of packet
567   * @returns Number of samples
568   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
569   */
570 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decoder_get_nb_samples(const OpusDecoder *dec, const unsigned char packet[], opus_int32 len) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2);
571 /**@}*/
572
573 /** @defgroup opus_repacketizer Repacketizer
574   * @{
575   *
576   * The repacketizer can be used to merge multiple Opus packets into a single
577   * packet or alternatively to split Opus packets that have previously been
578   * merged. Splitting valid Opus packets is always guaranteed to succeed,
579   * whereas merging valid packets only succeeds if all frames have the same
580   * mode, bandwidth, and frame size, and when the total duration of the merged
581   * packet is no more than 120 ms.
582   * The repacketizer currently only operates on elementary Opus
583   * streams. It will not manipualte multistream packets successfully, except in
584   * the degenerate case where they consist of data from a single stream.
585   *
586   * The repacketizing process starts with creating a repacketizer state, either
587   * by calling opus_repacketizer_create() or by allocating the memory yourself,
588   * e.g.,
589   * @code
590   * OpusRepacketizer *rp;
591   * rp = (OpusRepacketizer*)malloc(opus_repacketizer_get_size());
592   * if (rp != NULL)
593   *     opus_repacketizer_init(rp);
594   * @endcode
595   *
596   * Then the application should submit packets with opus_repacketizer_cat(),
597   * extract new packets with opus_repacketizer_out() or
598   * opus_repacketizer_out_range(), and then reset the state for the next set of
599   * input packets via opus_repacketizer_init().
600   *
601   * For example, to split a sequence of packets into individual frames:
602   * @code
603   * unsigned char *data;
604   * int len;
605   * while (get_next_packet(&data, &len))
606   * {
607   *   unsigned char out[1276];
608   *   opus_int32 out_len;
609   *   int nb_frames;
610   *   int err;
611   *   int i;
612   *   err = opus_repacketizer_cat(rp, data, len);
613   *   if (err != OPUS_OK)
614   *   {
615   *     release_packet(data);
616   *     return err;
617   *   }
618   *   nb_frames = opus_repacketizer_get_nb_frames(rp);
619   *   for (i = 0; i < nb_frames; i++)
620   *   {
621   *     out_len = opus_repacketizer_out_range(rp, i, i+1, out, sizeof(out));
622   *     if (out_len < 0)
623   *     {
624   *        release_packet(data);
625   *        return (int)out_len;
626   *     }
627   *     output_next_packet(out, out_len);
628   *   }
629   *   opus_repacketizer_init(rp);
630   *   release_packet(data);
631   * }
632   * @endcode
633   *
634   * Alternatively, to combine a sequence of frames into packets that each
635   * contain up to <code>TARGET_DURATION_MS</code> milliseconds of data:
636   * @code
637   * // The maximum number of packets with duration TARGET_DURATION_MS occurs
638   * // when the frame size is 2.5 ms, for a total of (TARGET_DURATION_MS*2/5)
639   * // packets.
640   * unsigned char *data[(TARGET_DURATION_MS*2/5)+1];
641   * opus_int32 len[(TARGET_DURATION_MS*2/5)+1];
642   * int nb_packets;
643   * unsigned char out[1277*(TARGET_DURATION_MS*2/2)];
644   * opus_int32 out_len;
645   * int prev_toc;
646   * nb_packets = 0;
647   * while (get_next_packet(data+nb_packets, len+nb_packets))
648   * {
649   *   int nb_frames;
650   *   int err;
651   *   nb_frames = opus_packet_get_nb_frames(data[nb_packets], len[nb_packets]);
652   *   if (nb_frames < 1)
653   *   {
654   *     release_packets(data, nb_packets+1);
655   *     return nb_frames;
656   *   }
657   *   nb_frames += opus_repacketizer_get_nb_frames(rp);
658   *   // If adding the next packet would exceed our target, or it has an
659   *   // incompatible TOC sequence, output the packets we already have before
660   *   // submitting it.
661   *   // N.B., The nb_packets > 0 check ensures we've submitted at least one
662   *   // packet since the last call to opus_repacketizer_init(). Otherwise a
663   *   // single packet longer than TARGET_DURATION_MS would cause us to try to
664   *   // output an (invalid) empty packet. It also ensures that prev_toc has
665   *   // been set to a valid value. Additionally, len[nb_packets] > 0 is
666   *   // guaranteed by the call to opus_packet_get_nb_frames() above, so the
667   *   // reference to data[nb_packets][0] should be valid.
668   *   if (nb_packets > 0 && (
669   *       ((prev_toc & 0xFC) != (data[nb_packets][0] & 0xFC)) ||
670   *       opus_packet_get_samples_per_frame(data[nb_packets], 48000)*nb_frames >
671   *       TARGET_DURATION_MS*48))
672   *   {
673   *     out_len = opus_repacketizer_out(rp, out, sizeof(out));
674   *     if (out_len < 0)
675   *     {
676   *        release_packets(data, nb_packets+1);
677   *        return (int)out_len;
678   *     }
679   *     output_next_packet(out, out_len);
680   *     opus_repacketizer_init(rp);
681   *     release_packets(data, nb_packets);
682   *     data[0] = data[nb_packets];
683   *     len[0] = len[nb_packets];
684   *     nb_packets = 0;
685   *   }
686   *   err = opus_repacketizer_cat(rp, data[nb_packets], len[nb_packets]);
687   *   if (err != OPUS_OK)
688   *   {
689   *     release_packets(data, nb_packets+1);
690   *     return err;
691   *   }
692   *   prev_toc = data[nb_packets][0];
693   *   nb_packets++;
694   * }
695   * // Output the final, partial packet.
696   * if (nb_packets > 0)
697   * {
698   *   out_len = opus_repacketizer_out(rp, out, sizeof(out));
699   *   release_packets(data, nb_packets);
700   *   if (out_len < 0)
701   *     return (int)out_len;
702   *   output_next_packet(out, out_len);
703   * }
704   * @endcode
705   *
706   * An alternate way of merging packets is to simply call opus_repacketizer_cat()
707   * unconditionally until it fails. At that point, the merged packet can be
708   * obtained with opus_repacketizer_out() and the input packet for which
709   * opus_repacketizer_cat() needs to be re-added to a newly reinitialized
710   * repacketizer state.
711   */
712
713 typedef struct OpusRepacketizer OpusRepacketizer;
714
715 /** Gets the size of an <code>OpusRepacketizer</code> structure.
716   * @returns The size in bytes.
717   */
718 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_repacketizer_get_size(void);
719
720 /** (Re)initializes a previously allocated repacketizer state.
721   * The state must be at least the size returned by opus_repacketizer_get_size().
722   * This can be used for applications which use their own allocator instead of
723   * malloc().
724   * It must also be called to reset the queue of packets waiting to be
725   * repacketized, which is necessary if the maximum packet duration of 120 ms
726   * is reached or if you wish to submit packets with a different Opus
727   * configuration (coding mode, audio bandwidth, frame size, or channel count).
728   * Failure to do so will prevent a new packet from being added with
729   * opus_repacketizer_cat().
730   * @see opus_repacketizer_create
731   * @see opus_repacketizer_get_size
732   * @see opus_repacketizer_cat
733   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state to
734   *                                       (re)initialize.
735   * @returns A pointer to the same repacketizer state that was passed in.
736   */
737 OPUS_EXPORT OpusRepacketizer *opus_repacketizer_init(OpusRepacketizer *rp) OPUS_ARG_NONNULL(1);
738
739 /** Allocates memory and initializes the new repacketizer with
740  * opus_repacketizer_init().
741   */
742 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT OpusRepacketizer *opus_repacketizer_create(void);
743
744 /** Frees an <code>OpusRepacketizer</code> allocated by
745   * opus_repacketizer_create().
746   * @param[in] rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: State to be freed.
747   */
748 OPUS_EXPORT void opus_repacketizer_destroy(OpusRepacketizer *rp);
749
750 /** Add a packet to the current repacketizer state.
751   * This packet must match the configuration of any packets already submitted
752   * for repacketization since the last call to opus_repacketizer_init().
753   * This means that it must have the same coding mode, audio bandwidth, frame
754   * size, and channel count.
755   * This can be checked in advance by examining the top 6 bits of the first
756   * byte of the packet, and ensuring they match the top 6 bits of the first
757   * byte of any previously submitted packet.
758   * The total duration of audio in the repacketizer state also must not exceed
759   * 120 ms, the maximum duration of a single packet, after adding this packet.
760   *
761   * The contents of the current repacketizer state can be extracted into new
762   * packets using opus_repacketizer_out() or opus_repacketizer_out_range().
763   *
764   * In order to add a packet with a different configuration or to add more
765   * audio beyond 120 ms, you must clear the repacketizer state by calling
766   * opus_repacketizer_init().
767   * If a packet is too large to add to the current repacketizer state, no part
768   * of it is added, even if it contains multiple frames, some of which might
769   * fit.
770   * If you wish to be able to add parts of such packets, you should first use
771   * another repacketizer to split the packet into pieces and add them
772   * individually.
773   * @see opus_repacketizer_out_range
774   * @see opus_repacketizer_out
775   * @see opus_repacketizer_init
776   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state to which to
777   *                                       add the packet.
778   * @param[in] data <tt>const unsigned char*</tt>: The packet data.
779   *                                                The application must ensure
780   *                                                this pointer remains valid
781   *                                                until the next call to
782   *                                                opus_repacketizer_init() or
783   *                                                opus_repacketizer_destroy().
784   * @param len <tt>opus_int32</tt>: The number of bytes in the packet data.
785   * @returns An error code indicating whether or not the operation succeeded.
786   * @retval #OPUS_OK The packet's contents have been added to the repacketizer
787   *                  state.
788   * @retval #OPUS_INVALID_PACKET The packet did not have a valid TOC sequence,
789   *                              the packet's TOC sequence was not compatible
790   *                              with previously submitted packets (because
791   *                              the coding mode, audio bandwidth, frame size,
792   *                              or channel count did not match), or adding
793   *                              this packet would increase the total amount of
794   *                              audio stored in the repacketizer state to more
795   *                              than 120 ms.
796   */
797 OPUS_EXPORT int opus_repacketizer_cat(OpusRepacketizer *rp, const unsigned char *data, opus_int32 len) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2);
798
799
800 /** Construct a new packet from data previously submitted to the repacketizer
801   * state via opus_repacketizer_cat().
802   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state from which to
803   *                                       construct the new packet.
804   * @param begin <tt>int</tt>: The index of the first frame in the current
805   *                            repacketizer state to include in the output.
806   * @param end <tt>int</tt>: One past the index of the last frame in the
807   *                          current repacketizer state to include in the
808   *                          output.
809   * @param[out] data <tt>const unsigned char*</tt>: The buffer in which to
810   *                                                 store the output packet.
811   * @param maxlen <tt>opus_int32</tt>: The maximum number of bytes to store in
812   *                                    the output buffer. In order to guarantee
813   *                                    success, this should be at least
814   *                                    <code>1276</code> for a single frame,
815   *                                    or for multiple frames,
816   *                                    <code>1277*(end-begin)</code>.
817   *                                    However, <code>1*(end-begin)</code> plus
818   *                                    the size of all packet data submitted to
819   *                                    the repacketizer since the last call to
820   *                                    opus_repacketizer_init() or
821   *                                    opus_repacketizer_create() is also
822   *                                    sufficient, and possibly much smaller.
823   * @returns The total size of the output packet on success, or an error code
824   *          on failure.
825   * @retval #OPUS_BAD_ARG <code>[begin,end)</code> was an invalid range of
826   *                       frames (begin < 0, begin >= end, or end >
827   *                       opus_repacketizer_get_nb_frames()).
828   * @retval #OPUS_BUFFER_TOO_SMALL \a maxlen was insufficient to contain the
829   *                                complete output packet.
830   */
831 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_repacketizer_out_range(OpusRepacketizer *rp, int begin, int end, unsigned char *data, opus_int32 maxlen) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
832
833 /** Return the total number of frames contained in packet data submitted to
834   * the repacketizer state so far via opus_repacketizer_cat() since the last
835   * call to opus_repacketizer_init() or opus_repacketizer_create().
836   * This defines the valid range of packets that can be extracted with
837   * opus_repacketizer_out_range() or opus_repacketizer_out().
838   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state containing the
839   *                                       frames.
840   * @returns The total number of frames contained in the packet data submitted
841   *          to the repacketizer state.
842   */
843 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_repacketizer_get_nb_frames(OpusRepacketizer *rp) OPUS_ARG_NONNULL(1);
844
845 /** Construct a new packet from data previously submitted to the repacketizer
846   * state via opus_repacketizer_cat().
847   * This is a convenience routine that returns all the data submitted so far
848   * in a single packet.
849   * It is equivalent to calling
850   * @code
851   * opus_repacketizer_out_range(rp, 0, opus_repacketizer_get_nb_frames(rp),
852   *                             data, maxlen)
853   * @endcode
854   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state from which to
855   *                                       construct the new packet.
856   * @param[out] data <tt>const unsigned char*</tt>: The buffer in which to
857   *                                                 store the output packet.
858   * @param maxlen <tt>opus_int32</tt>: The maximum number of bytes to store in
859   *                                    the output buffer. In order to guarantee
860   *                                    success, this should be at least
861   *                                    <code>1277*opus_repacketizer_get_nb_frames(rp)</code>.
862   *                                    However,
863   *                                    <code>1*opus_repacketizer_get_nb_frames(rp)</code>
864   *                                    plus the size of all packet data
865   *                                    submitted to the repacketizer since the
866   *                                    last call to opus_repacketizer_init() or
867   *                                    opus_repacketizer_create() is also
868   *                                    sufficient, and possibly much smaller.
869   * @returns The total size of the output packet on success, or an error code
870   *          on failure.
871   * @retval #OPUS_BUFFER_TOO_SMALL \a maxlen was insufficient to contain the
872   *                                complete output packet.
873   */
874 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_repacketizer_out(OpusRepacketizer *rp, unsigned char *data, opus_int32 maxlen) OPUS_ARG_NONNULL(1);
875
876 /**@}*/
877
878 #ifdef __cplusplus
879 }
880 #endif
881
882 #endif /* OPUS_H */