Expand documentation for the multistream API.
[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 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 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.
254   *                                                 This should not be used by
255   *                                                 itself to control the
256   *                                                 bitrate.
257   * @returns The length of the encoded packet (in bytes) on success or a
258   *          negative error code (see @ref opus_errorcodes) on failure.
259   */
260 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_encode(
261     OpusEncoder *st,
262     const opus_int16 *pcm,
263     int frame_size,
264     unsigned char *data,
265     opus_int32 max_data_bytes
266 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2) OPUS_ARG_NONNULL(4);
267
268 /** Encodes an Opus frame from floating point input.
269   * @param [in] st <tt>OpusEncoder*</tt>: Encoder state
270   * @param [in] pcm <tt>float*</tt>: Input in float format (interleaved if 2 channels), with a normal range of +/-1.0.
271   *          Samples with a range beyond +/-1.0 are supported but will
272   *          be clipped by decoders using the integer API and should
273   *          only be used if it is known that the far end supports
274   *          extended dynamic range.
275   *          length is frame_size*channels*sizeof(float)
276   * @param [in] frame_size <tt>int</tt>: Number of samples per channel in the
277   *                                      input signal.
278   *                                      This must be an Opus frame size for
279   *                                      the encoder's sampling rate.
280   *                                      For example, at 48 kHz the permitted
281   *                                      values are 120, 240, 480, 960, 1920,
282   *                                      and 2880.
283   *                                      Passing in a duration of less than
284   *                                      10 ms (480 samples at 48 kHz) will
285   *                                      prevent the encoder from using the LPC
286   *                                      or hybrid modes.
287   * @param [out] data <tt>unsigned char*</tt>: Output payload.
288   *                                            This must contain storage for at
289   *                                            least \a max_data_bytes.
290   * @param [in] max_data_bytes <tt>opus_int32</tt>: Size of the allocated
291   *                                                 memory for the output
292   *                                                 payload.
293   *                                                 This should not be used by
294   *                                                 itself to control the
295   *                                                 bitrate.
296   * @returns The length of the encoded packet (in bytes) on success or a
297   *          negative error code (see @ref opus_errorcodes) on failure.
298   */
299 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_encode_float(
300     OpusEncoder *st,
301     const float *pcm,
302     int frame_size,
303     unsigned char *data,
304     opus_int32 max_data_bytes
305 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2) OPUS_ARG_NONNULL(4);
306
307 /** Frees an <code>OpusEncoder</code> allocated by opus_encoder_create().
308   * @param[in] st <tt>OpusEncoder*</tt>: State to be freed.
309   */
310 OPUS_EXPORT void opus_encoder_destroy(OpusEncoder *st);
311
312 /** Perform a CTL function on an Opus encoder.
313   *
314   * Generally the request and subsequent arguments are generated
315   * by a convenience macro.
316   * @param st <tt>OpusEncoder*</tt>: Encoder state.
317   * @param request This and all remaining parameters should be replaced by one
318   *                of the convenience macros in @ref opus_genericctls or
319   *                @ref opus_encoderctls.
320   * @see opus_genericctls
321   * @see opus_encoderctls
322   */
323 OPUS_EXPORT int opus_encoder_ctl(OpusEncoder *st, int request, ...) OPUS_ARG_NONNULL(1);
324 /**@}*/
325
326 /** @defgroup opus_decoder Opus Decoder
327   * @{
328   *
329   * @brief This page describes the process and functions used to decode Opus.
330   *
331   * The decoding process also starts with creating a decoder
332   * state. This can be done with:
333   * @code
334   * int          error;
335   * OpusDecoder *dec;
336   * dec = opus_decoder_create(Fs, channels, &error);
337   * @endcode
338   * where
339   * @li Fs is the sampling rate and must be 8000, 12000, 16000, 24000, or 48000
340   * @li channels is the number of channels (1 or 2)
341   * @li error will hold the error code in case or failure (or #OPUS_OK on success)
342   * @li the return value is a newly created decoder state to be used for decoding
343   *
344   * While opus_decoder_create() allocates memory for the state, it's also possible
345   * to initialize pre-allocated memory:
346   * @code
347   * int          size;
348   * int          error;
349   * OpusDecoder *dec;
350   * size = opus_decoder_get_size(channels);
351   * dec = malloc(size);
352   * error = opus_decoder_init(dec, Fs, channels);
353   * @endcode
354   * where opus_decoder_get_size() returns the required size for the decoder state. Note that
355   * future versions of this code may change the size, so no assuptions should be made about it.
356   *
357   * The decoder state is always continuous in memory and only a shallow copy is sufficient
358   * to copy it (e.g. memcpy())
359   *
360   * To decode a frame, opus_decode() or opus_decode_float() must be called with a packet of compressed audio data:
361   * @code
362   * frame_size = opus_decode(dec, packet, len, decoded, max_size, 0);
363   * @endcode
364   * where
365   *
366   * @li packet is the byte array containing the compressed data
367   * @li len is the exact number of bytes contained in the packet
368   * @li decoded is the decoded audio data in opus_int16 (or float for opus_decode_float())
369   * @li max_size is the max duration of the frame in samples (per channel) that can fit into the decoded_frame array
370   *
371   * opus_decode() and opus_decode_float() return the number of samples (per channel) decoded from the packet.
372   * If that value is negative, then an error has occured. This can occur if the packet is corrupted or if the audio
373   * buffer is too small to hold the decoded audio.
374   *
375   * Opus is a stateful codec with overlapping blocks and as a result Opus
376   * packets are not coded independently of each other. Packets must be
377   * passed into the decoder serially and in the correct order for a correct
378   * decode. Lost packets can be replaced with loss concealment by calling
379   * the decoder with a null pointer and zero length for the missing packet.
380   *
381   * A single codec state may only be accessed from a single thread at
382   * a time and any required locking must be performed by the caller. Separate
383   * streams must be decoded with separate decoder states and can be decoded
384   * in parallel unless the library was compiled with NONTHREADSAFE_PSEUDOSTACK
385   * defined.
386   *
387   */
388
389 /** Opus decoder state.
390   * This contains the complete state of an Opus decoder.
391   * It is position independent and can be freely copied.
392   * @see opus_decoder_create,opus_decoder_init
393   */
394 typedef struct OpusDecoder OpusDecoder;
395
396 /** Gets the size of an <code>OpusDecoder</code> structure.
397   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels.
398   *                                    This must be 1 or 2.
399   * @returns The size in bytes.
400   */
401 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decoder_get_size(int channels);
402
403 /** Allocates and initializes a decoder state.
404   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sample rate to decode at (Hz).
405   *                                     This must be one of 8000, 12000, 16000,
406   *                                     24000, or 48000.
407   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels (1 or 2) to decode
408   * @param [out] error <tt>int*</tt>: #OPUS_OK Success or @ref opus_errorcodes
409   *
410   * Internally Opus stores data at 48000 Hz, so that should be the default
411   * value for Fs. However, the decoder can efficiently decode to buffers
412   * at 8, 12, 16, and 24 kHz so if for some reason the caller cannot use
413   * data at the full sample rate, or knows the compressed data doesn't
414   * use the full frequency range, it can request decoding at a reduced
415   * rate. Likewise, the decoder is capable of filling in either mono or
416   * interleaved stereo pcm buffers, at the caller's request.
417   */
418 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT OpusDecoder *opus_decoder_create(
419     opus_int32 Fs,
420     int channels,
421     int *error
422 );
423
424 /** Initializes a previously allocated decoder state.
425   * The state must be the size returned by opus_decoder_get_size().
426   * This is intended for applications which use their own allocator instead of malloc. @see opus_decoder_create,opus_decoder_get_size
427   * To reset a previously initialized state, use the #OPUS_RESET_STATE CTL.
428   * @param [in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state.
429   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sampling rate to decode to (Hz).
430   *                                     This must be one of 8000, 12000, 16000,
431   *                                     24000, or 48000.
432   * @param [in] channels <tt>int</tt>: Number of channels (1 or 2) to decode
433   * @retval #OPUS_OK Success or @ref opus_errorcodes
434   */
435 OPUS_EXPORT int opus_decoder_init(
436     OpusDecoder *st,
437     opus_int32 Fs,
438     int channels
439 ) OPUS_ARG_NONNULL(1);
440
441 /** Decode an Opus packet.
442   * @param [in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state
443   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Input payload. Use a NULL pointer to indicate packet loss
444   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Number of bytes in payload*
445   * @param [out] pcm <tt>opus_int16*</tt>: Output signal (interleaved if 2 channels). length
446   *  is frame_size*channels*sizeof(opus_int16)
447   * @param [in] frame_size Number of samples per channel of available space in \a pcm.
448   *  If this is less than the maximum frame size (120 ms), this function will
449   *  not be capable of decoding some packets.
450   * @param [in] decode_fec <tt>int</tt>: Flag (0 or 1) to request that any in-band forward error correction data be
451   *  decoded. If no such data is available, the frame is decoded as if it were lost.
452   * @returns Number of decoded samples or @ref opus_errorcodes
453   */
454 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decode(
455     OpusDecoder *st,
456     const unsigned char *data,
457     opus_int32 len,
458     opus_int16 *pcm,
459     int frame_size,
460     int decode_fec
461 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
462
463 /** Decode an Opus packet with floating point output.
464   * @param [in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state
465   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Input payload. Use a NULL pointer to indicate packet loss
466   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Number of bytes in payload
467   * @param [out] pcm <tt>float*</tt>: Output signal (interleaved if 2 channels). length
468   *  is frame_size*channels*sizeof(float)
469   * @param [in] frame_size Number of samples per channel of available space in *pcm,
470   *  if less than the maximum frame size (120ms) some frames can not be decoded
471   * @param [in] decode_fec <tt>int</tt>: Flag (0 or 1) to request that any in-band forward error correction data be
472   *  decoded. If no such data is available the frame is decoded as if it were lost.
473   * @returns Number of decoded samples or @ref opus_errorcodes
474   */
475 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_decode_float(
476     OpusDecoder *st,
477     const unsigned char *data,
478     opus_int32 len,
479     float *pcm,
480     int frame_size,
481     int decode_fec
482 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
483
484 /** Perform a CTL function on an Opus decoder.
485   *
486   * Generally the request and subsequent arguments are generated
487   * by a convenience macro.
488   * @param st <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state.
489   * @param request This and all remaining parameters should be replaced by one
490   *                of the convenience macros in @ref opus_genericctls or
491   *                @ref opus_decoderctls.
492   * @see opus_genericctls
493   * @see opus_decoderctls
494   */
495 OPUS_EXPORT int opus_decoder_ctl(OpusDecoder *st, int request, ...) OPUS_ARG_NONNULL(1);
496
497 /** Frees an <code>OpusDecoder</code> allocated by opus_decoder_create().
498   * @param[in] st <tt>OpusDecoder*</tt>: State to be freed.
499   */
500 OPUS_EXPORT void opus_decoder_destroy(OpusDecoder *st);
501
502 /** Parse an opus packet into one or more frames.
503   * Opus_decode will perform this operation internally so most applications do
504   * not need to use this function.
505   * This function does not copy the frames, the returned pointers are pointers into
506   * the input packet.
507   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet to be parsed
508   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: size of data
509   * @param [out] out_toc <tt>char*</tt>: TOC pointer
510   * @param [out] frames <tt>char*[48]</tt> encapsulated frames
511   * @param [out] size <tt>short[48]</tt> sizes of the encapsulated frames
512   * @param [out] payload_offset <tt>int*</tt>: returns the position of the payload within the packet (in bytes)
513   * @returns number of frames
514   */
515 OPUS_EXPORT int opus_packet_parse(
516    const unsigned char *data,
517    opus_int32 len,
518    unsigned char *out_toc,
519    const unsigned char *frames[48],
520    short size[48],
521    int *payload_offset
522 ) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(4);
523
524 /** Gets the bandwidth of an Opus packet.
525   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet
526   * @retval OPUS_BANDWIDTH_NARROWBAND Narrowband (4kHz bandpass)
527   * @retval OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND Mediumband (6kHz bandpass)
528   * @retval OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND Wideband (8kHz bandpass)
529   * @retval OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND Superwideband (12kHz bandpass)
530   * @retval OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND Fullband (20kHz bandpass)
531   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
532   */
533 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_bandwidth(const unsigned char *data) OPUS_ARG_NONNULL(1);
534
535 /** Gets the number of samples per frame from an Opus packet.
536   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet.
537   *                                  This must contain at least one byte of
538   *                                  data.
539   * @param [in] Fs <tt>opus_int32</tt>: Sampling rate in Hz.
540   *                                     This must be a multiple of 400, or
541   *                                     inaccurate results will be returned.
542   * @returns Number of samples per frame.
543   */
544 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_samples_per_frame(const unsigned char *data, opus_int32 Fs) OPUS_ARG_NONNULL(1);
545
546 /** Gets the number of channels from an Opus packet.
547   * @param [in] data <tt>char*</tt>: Opus packet
548   * @returns Number of channels
549   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
550   */
551 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_nb_channels(const unsigned char *data) OPUS_ARG_NONNULL(1);
552
553 /** Gets the number of frames in an Opus packet.
554   * @param [in] packet <tt>char*</tt>: Opus packet
555   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Length of packet
556   * @returns Number of frames
557   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
558   */
559 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_packet_get_nb_frames(const unsigned char packet[], opus_int32 len) OPUS_ARG_NONNULL(1);
560
561 /** Gets the number of samples of an Opus packet.
562   * @param [in] dec <tt>OpusDecoder*</tt>: Decoder state
563   * @param [in] packet <tt>char*</tt>: Opus packet
564   * @param [in] len <tt>opus_int32</tt>: Length of packet
565   * @returns Number of samples
566   * @retval OPUS_INVALID_PACKET The compressed data passed is corrupted or of an unsupported type
567   */
568 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);
569 /**@}*/
570
571 /** @defgroup opus_repacketizer Repacketizer
572   * @{
573   *
574   * The repacketizer can be used to merge multiple Opus packets into a single
575   * packet or alternatively to split Opus packets that have previously been
576   * merged. Splitting valid Opus packets is always guaranteed to succeed,
577   * whereas merging valid packets only succeeds if all frames have the same
578   * mode, bandwidth, and frame size, and when the total duration of the merged
579   * packet is no more than 120 ms.
580   * The repacketizer currently only operates on elementary Opus
581   * streams. It will not manipualte multistream packets successfully, except in
582   * the degenerate case where they consist of data from a single stream.
583   *
584   * The repacketizing process starts with creating a repacketizer state, either
585   * by calling opus_repacketizer_create() or by allocating the memory yourself,
586   * e.g.,
587   * @code
588   * OpusRepacketizer *rp;
589   * rp = (OpusRepacketizer*)malloc(opus_repacketizer_get_size());
590   * if (rp != NULL)
591   *     opus_repacketizer_init(rp);
592   * @endcode
593   *
594   * Then the application should submit packets with opus_repacketizer_cat(),
595   * extract new packets with opus_repacketizer_out() or
596   * opus_repacketizer_out_range(), and then reset the state for the next set of
597   * input packets via opus_repacketizer_init().
598   *
599   * For example, to split a sequence of packets into individual frames:
600   * @code
601   * unsigned char *data;
602   * int len;
603   * while (get_next_packet(&data, &len))
604   * {
605   *   unsigned char out[1276];
606   *   opus_int32 out_len;
607   *   int nb_frames;
608   *   int err;
609   *   int i;
610   *   err = opus_repacketizer_cat(rp, data, len);
611   *   if (err != OPUS_OK)
612   *   {
613   *     release_packet(data);
614   *     return err;
615   *   }
616   *   nb_frames = opus_repacketizer_get_nb_frames(rp);
617   *   for (i = 0; i < nb_frames; i++)
618   *   {
619   *     out_len = opus_repacketizer_out_range(rp, i, i+1, out, sizeof(out));
620   *     if (out_len < 0)
621   *     {
622   *        release_packet(data);
623   *        return (int)out_len;
624   *     }
625   *     output_next_packet(out, out_len);
626   *   }
627   *   opus_repacketizer_init(rp);
628   *   release_packet(data);
629   * }
630   * @endcode
631   *
632   * Alternatively, to combine a sequence of frames into packets that each
633   * contain up to <code>TARGET_DURATION_MS</code> milliseconds of data:
634   * @code
635   * // The maximum number of packets with duration TARGET_DURATION_MS occurs
636   * // when the frame size is 2.5 ms, for a total of (TARGET_DURATION_MS*2/5)
637   * // packets.
638   * unsigned char *data[(TARGET_DURATION_MS*2/5)+1];
639   * opus_int32 len[(TARGET_DURATION_MS*2/5)+1];
640   * int nb_packets;
641   * unsigned char out[1277*(TARGET_DURATION_MS*2/2)];
642   * opus_int32 out_len;
643   * int prev_toc;
644   * nb_packets = 0;
645   * while (get_next_packet(data+nb_packets, len+nb_packets))
646   * {
647   *   int nb_frames;
648   *   int err;
649   *   nb_frames = opus_packet_get_nb_frames(data[nb_packets], len[nb_packets]);
650   *   if (nb_frames < 1)
651   *   {
652   *     release_packets(data, nb_packets+1);
653   *     return nb_frames;
654   *   }
655   *   nb_frames += opus_repacketizer_get_nb_frames(rp);
656   *   // If adding the next packet would exceed our target, or it has an
657   *   // incompatible TOC sequence, output the packets we already have before
658   *   // submitting it.
659   *   // N.B., The nb_packets > 0 check ensures we've submitted at least one
660   *   // packet since the last call to opus_repacketizer_init(). Otherwise a
661   *   // single packet longer than TARGET_DURATION_MS would cause us to try to
662   *   // output an (invalid) empty packet. It also ensures that prev_toc has
663   *   // been set to a valid value. Additionally, len[nb_packets] > 0 is
664   *   // guaranteed by the call to opus_packet_get_nb_frames() above, so the
665   *   // reference to data[nb_packets][0] should be valid.
666   *   if (nb_packets > 0 && (
667   *       ((prev_toc & 0xFC) != (data[nb_packets][0] & 0xFC)) ||
668   *       opus_packet_get_samples_per_frame(data[nb_packets], 48000)*nb_frames >
669   *       TARGET_DURATION_MS*48))
670   *   {
671   *     out_len = opus_repacketizer_out(rp, out, sizeof(out));
672   *     if (out_len < 0)
673   *     {
674   *        release_packets(data, nb_packets+1);
675   *        return (int)out_len;
676   *     }
677   *     output_next_packet(out, out_len);
678   *     opus_repacketizer_init(rp);
679   *     release_packets(data, nb_packets);
680   *     data[0] = data[nb_packets];
681   *     len[0] = len[nb_packets];
682   *     nb_packets = 0;
683   *   }
684   *   err = opus_repacketizer_cat(rp, data[nb_packets], len[nb_packets]);
685   *   if (err != OPUS_OK)
686   *   {
687   *     release_packets(data, nb_packets+1);
688   *     return err;
689   *   }
690   *   prev_toc = data[nb_packets][0];
691   *   nb_packets++;
692   * }
693   * // Output the final, partial packet.
694   * if (nb_packets > 0)
695   * {
696   *   out_len = opus_repacketizer_out(rp, out, sizeof(out));
697   *   release_packets(data, nb_packets);
698   *   if (out_len < 0)
699   *     return (int)out_len;
700   *   output_next_packet(out, out_len);
701   * }
702   * @endcode
703   *
704   * An alternate way of merging packets is to simply call opus_repacketizer_cat()
705   * unconditionally until it fails. At that point, the merged packet can be
706   * obtained with opus_repacketizer_out() and the input packet for which
707   * opus_repacketizer_cat() needs to be re-added to a newly reinitialized
708   * repacketizer state.
709   */
710
711 typedef struct OpusRepacketizer OpusRepacketizer;
712
713 /** Gets the size of an <code>OpusRepacketizer</code> structure.
714   * @returns The size in bytes.
715   */
716 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_repacketizer_get_size(void);
717
718 /** (Re)initializes a previously allocated repacketizer state.
719   * The state must be at least the size returned by opus_repacketizer_get_size().
720   * This can be used for applications which use their own allocator instead of
721   * malloc().
722   * It must also be called to reset the queue of packets waiting to be
723   * repacketized, which is necessary if the maximum packet duration of 120 ms
724   * is reached or if you wish to submit packets with a different Opus
725   * configuration (coding mode, audio bandwidth, frame size, or channel count).
726   * Failure to do so will prevent a new packet from being added with
727   * opus_repacketizer_cat().
728   * @see opus_repacketizer_create
729   * @see opus_repacketizer_get_size
730   * @see opus_repacketizer_cat
731   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state to
732   *                                       (re)initialize.
733   * @returns A pointer to the same repacketizer state that was passed in.
734   */
735 OPUS_EXPORT OpusRepacketizer *opus_repacketizer_init(OpusRepacketizer *rp) OPUS_ARG_NONNULL(1);
736
737 /** Allocates memory and initializes the new repacketizer with
738  * opus_repacketizer_init().
739   */
740 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT OpusRepacketizer *opus_repacketizer_create(void);
741
742 /** Frees an <code>OpusRepacketizer</code> allocated by
743   * opus_repacketizer_create().
744   * @param[in] rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: State to be freed.
745   */
746 OPUS_EXPORT void opus_repacketizer_destroy(OpusRepacketizer *rp);
747
748 /** Add a packet to the current repacketizer state.
749   * This packet must match the configuration of any packets already submitted
750   * for repacketization since the last call to opus_repacketizer_init().
751   * This means that it must have the same coding mode, audio bandwidth, frame
752   * size, and channel count.
753   * This can be checked in advance by examining the top 6 bits of the first
754   * byte of the packet, and ensuring they match the top 6 bits of the first
755   * byte of any previously submitted packet.
756   * The total duration of audio in the repacketizer state also must not exceed
757   * 120 ms, the maximum duration of a single packet, after adding this packet.
758   *
759   * The contents of the current repacketizer state can be extracted into new
760   * packets using opus_repacketizer_out() or opus_repacketizer_out_range().
761   *
762   * In order to add a packet with a different configuration or to add more
763   * audio beyond 120 ms, you must clear the repacketizer state by calling
764   * opus_repacketizer_init().
765   * If a packet is too large to add to the current repacketizer state, no part
766   * of it is added, even if it contains multiple frames, some of which might
767   * fit.
768   * If you wish to be able to add parts of such packets, you should first use
769   * another repacketizer to split the packet into pieces and add them
770   * individually.
771   * @see opus_repacketizer_out_range
772   * @see opus_repacketizer_out
773   * @see opus_repacketizer_init
774   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state to which to
775   *                                       add the packet.
776   * @param[in] data <tt>const unsigned char*</tt>: The packet data.
777   *                                                The application must ensure
778   *                                                this pointer remains valid
779   *                                                until the next call to
780   *                                                opus_repacketizer_init() or
781   *                                                opus_repacketizer_destroy().
782   * @param len <tt>opus_int32</tt>: The number of bytes in the packet data.
783   * @returns An error code indicating whether or not the operation succeeded.
784   * @retval #OPUS_OK The packet's contents have been added to the repacketizer
785   *                  state.
786   * @retval #OPUS_INVALID_PACKET The packet did not have a valid TOC sequence,
787   *                              the packet's TOC sequence was not compatible
788   *                              with previously submitted packets (because
789   *                              the coding mode, audio bandwidth, frame size,
790   *                              or channel count did not match), or adding
791   *                              this packet would increase the total amount of
792   *                              audio stored in the repacketizer state to more
793   *                              than 120 ms.
794   */
795 OPUS_EXPORT int opus_repacketizer_cat(OpusRepacketizer *rp, const unsigned char *data, opus_int32 len) OPUS_ARG_NONNULL(1) OPUS_ARG_NONNULL(2);
796
797
798 /** Construct a new packet from data previously submitted to the repacketizer
799   * state via opus_repacketizer_cat().
800   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state from which to
801   *                                       construct the new packet.
802   * @param begin <tt>int</tt>: The index of the first frame in the current
803   *                            repacketizer state to include in the output.
804   * @param end <tt>int</tt>: One past the index of the last frame in the
805   *                          current repacketizer state to include in the
806   *                          output.
807   * @param[out] data <tt>const unsigned char*</tt>: The buffer in which to
808   *                                                 store the output packet.
809   * @param maxlen <tt>opus_int32</tt>: The maximum number of bytes to store in
810   *                                    the output buffer. In order to guarantee
811   *                                    success, this should be at least
812   *                                    <code>1276</code> for a single frame,
813   *                                    or for multiple frames,
814   *                                    <code>1277*(end-begin)</code>.
815   *                                    However, <code>1*(end-begin)</code> plus
816   *                                    the size of all packet data submitted to
817   *                                    the repacketizer since the last call to
818   *                                    opus_repacketizer_init() or
819   *                                    opus_repacketizer_create() is also
820   *                                    sufficient, and possibly much smaller.
821   * @returns The total size of the output packet on success, or an error code
822   *          on failure.
823   * @retval #OPUS_BAD_ARG <code>[begin,end)</code> was an invalid range of
824   *                       frames (begin < 0, begin >= end, or end >
825   *                       opus_repacketizer_get_nb_frames()).
826   * @retval #OPUS_BUFFER_TOO_SMALL \a maxlen was insufficient to contain the
827   *                                complete output packet.
828   */
829 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);
830
831 /** Return the total number of frames contained in packet data submitted to
832   * the repacketizer state so far via opus_repacketizer_cat() since the last
833   * call to opus_repacketizer_init() or opus_repacketizer_create().
834   * This defines the valid range of packets that can be extracted with
835   * opus_repacketizer_out_range() or opus_repacketizer_out().
836   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state containing the
837   *                                       frames.
838   * @returns The total number of frames contained in the packet data submitted
839   *          to the repacketizer state.
840   */
841 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT int opus_repacketizer_get_nb_frames(OpusRepacketizer *rp) OPUS_ARG_NONNULL(1);
842
843 /** Construct a new packet from data previously submitted to the repacketizer
844   * state via opus_repacketizer_cat().
845   * This is a convenience routine that returns all the data submitted so far
846   * in a single packet.
847   * It is equivalent to calling
848   * @code
849   * opus_repacketizer_out_range(rp, 0, opus_repacketizer_get_nb_frames(rp),
850   *                             data, maxlen)
851   * @endcode
852   * @param rp <tt>OpusRepacketizer*</tt>: The repacketizer state from which to
853   *                                       construct the new packet.
854   * @param[out] data <tt>const unsigned char*</tt>: The buffer in which to
855   *                                                 store the output packet.
856   * @param maxlen <tt>opus_int32</tt>: The maximum number of bytes to store in
857   *                                    the output buffer. In order to guarantee
858   *                                    success, this should be at least
859   *                                    <code>1277*opus_repacketizer_get_nb_frames(rp)</code>.
860   *                                    However,
861   *                                    <code>1*opus_repacketizer_get_nb_frames(rp)</code>
862   *                                    plus the size of all packet data
863   *                                    submitted to the repacketizer since the
864   *                                    last call to opus_repacketizer_init() or
865   *                                    opus_repacketizer_create() is also
866   *                                    sufficient, and possibly much smaller.
867   * @returns The total size of the output packet on success, or an error code
868   *          on failure.
869   * @retval #OPUS_BUFFER_TOO_SMALL \a maxlen was insufficient to contain the
870   *                                complete output packet.
871   */
872 OPUS_EXPORT OPUS_WARN_UNUSED_RESULT opus_int32 opus_repacketizer_out(OpusRepacketizer *rp, unsigned char *data, opus_int32 maxlen) OPUS_ARG_NONNULL(1);
873
874 /**@}*/
875
876 #ifdef __cplusplus
877 }
878 #endif
879
880 #endif /* OPUS_H */