git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/apedec.c

   1 /*
   2  * Monkey's Audio lossless audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Benjamin Zores <ben@geexbox.org>
   4  *  based upon libdemac from Dave Chapman.
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include <inttypes.h>
  24
  25 #include "libavutil/avassert.h"
  26 #include "libavutil/channel_layout.h"
  27 #include "libavutil/crc.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "lossless_audiodsp.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "bswapdsp.h"
  32 #include "bytestream.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "get_bits.h"
  35 #include "unary.h"
  36
  37 /**
  38  * @file
  39  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  40  */
  41
  42 #define MAX_CHANNELS        2
  43 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  44
  45 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  46 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  47 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  48
  49 #define HISTORY_SIZE 512
  50 #define PREDICTOR_ORDER 8
  51 /** Total size of all predictor histories */
  52 #define PREDICTOR_SIZE 50
  53
  54 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  55 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  56 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  57 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  58
  59 #define YADAPTCOEFFSA 18
  60 #define XADAPTCOEFFSA 14
  61 #define YADAPTCOEFFSB 10
  62 #define XADAPTCOEFFSB 5
  63
  64 /**
  65  * Possible compression levels
  66  * @{
  67  */
  68 enum APECompressionLevel {
  69     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  70     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  71     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  72     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  73     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  74 };
  75 /** @} */
  76
  77 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  78
  79 /** Filter orders depending on compression level */
  80 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  81     {  0,   0,    0 },
  82     { 16,   0,    0 },
  83     { 64,   0,    0 },
  84     { 32, 256,    0 },
  85     { 16, 256, 1280 }
  86 };
  87
  88 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  89 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  90     {  0,  0,  0 },
  91     { 11,  0,  0 },
  92     { 11,  0,  0 },
  93     { 10, 13,  0 },
  94     { 11, 13, 15 }
  95 };
  96
  97
  98 /** Filters applied to the decoded data */
  99 typedef struct APEFilter {
 100     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
 101     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
 102     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
 103     int16_t *delay;         ///< filtered values
 104
 105     int avg;
 106 } APEFilter;
 107
 108 typedef struct APERice {
 109     uint32_t k;
 110     uint32_t ksum;
 111 } APERice;
 112
 113 typedef struct APERangecoder {
 114     uint32_t low;           ///< low end of interval
 115     uint32_t range;         ///< length of interval
 116     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 117     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 118 } APERangecoder;
 119
 120 /** Filter histories */
 121 typedef struct APEPredictor {
 122     int32_t *buf;
 123
 124     int32_t lastA[2];
 125
 126     int32_t filterA[2];
 127     int32_t filterB[2];
 128
 129     uint32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 130     uint32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 131     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 132
 133     unsigned int sample_pos;
 134 } APEPredictor;
 135
 136 typedef struct APEPredictor64 {
 137     int64_t *buf;
 138
 139     int64_t lastA[2];
 140
 141     int64_t filterA[2];
 142     int64_t filterB[2];
 143
 144     uint64_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 145     uint64_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 146     int64_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 147
 148     unsigned int sample_pos;
 149 } APEPredictor64;
 150
 151 /** Decoder context */
 152 typedef struct APEContext {
 153     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 154     AVCodecContext *avctx;
 155     BswapDSPContext bdsp;
 156     LLAudDSPContext adsp;
 157     int channels;
 158     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 159     int bps;
 160
 161     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 162     int compression_level;                   ///< compression levels
 163     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 164     int flags;                               ///< global decoder flags
 165
 166     uint32_t CRC;                            ///< signalled frame CRC
 167     uint32_t CRC_state;                      ///< accumulated CRC
 168     int frameflags;                          ///< frame flags
 169     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 170     APEPredictor64 predictor64;              ///< 64bit predictor used for final reconstruction
 171
 172     int32_t *decoded_buffer;
 173     int decoded_size;
 174     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 175     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 176
 177     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 178
 179     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 180     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 181     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 182     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 183     GetBitContext gb;
 184
 185     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 186     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 187     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 188     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 189
 190     int error;
 191
 192     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 193     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 194     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 195     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 196 } APEContext;
 197
 198 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 199                               int32_t *decoded1, int count);
 200
 201 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 202 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 203 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 204 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 205 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 206 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 207 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 208 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 209 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 210
 211 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 212 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 213 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 214 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 215 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 216 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 217
 218 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 219 {
 220     APEContext *s = avctx->priv_data;
 221     int i;
 222
 223     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 224         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 225
 226     av_freep(&s->decoded_buffer);
 227     av_freep(&s->data);
 228     s->decoded_size = s->data_size = 0;
 229
 230     return 0;
 231 }
 232
 233 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 234 {
 235     APEContext *s = avctx->priv_data;
 236     int i;
 237
 238     if (avctx->extradata_size != 6) {
 239         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 240         return AVERROR(EINVAL);
 241     }
 242     if (avctx->channels > 2) {
 243         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 244         return AVERROR(EINVAL);
 245     }
 246     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
 247     switch (s->bps) {
 248     case 8:
 249         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 250         break;
 251     case 16:
 252         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 253         break;
 254     case 24:
 255         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 256         break;
 257     default:
 258         avpriv_request_sample(avctx,
 259                               "%d bits per coded sample", s->bps);
 260         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 261     }
 262     s->avctx             = avctx;
 263     s->channels          = avctx->channels;
 264     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 265     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 266     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 267
 268     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 269            s->compression_level, s->flags);
 270     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 271         !s->compression_level ||
 272         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
 273         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 274                s->compression_level);
 275         return AVERROR_INVALIDDATA;
 276     }
 277     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 278     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 279         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 280             break;
 281         if (!(s->filterbuf[i] = av_malloc((ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4)))
 282             return AVERROR(ENOMEM);
 283     }
 284
 285     if (s->fileversion < 3860) {
 286         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
 287         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
 288     } else if (s->fileversion < 3900) {
 289         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
 290         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
 291     } else if (s->fileversion < 3930) {
 292         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 293         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
 294     } else if (s->fileversion < 3990) {
 295         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 296         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
 297     } else {
 298         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
 299         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
 300     }
 301
 302     if (s->fileversion < 3930) {
 303         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
 304         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
 305     } else if (s->fileversion < 3950) {
 306         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
 307         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
 308     } else {
 309         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
 310         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
 311     }
 312
 313     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
 314     ff_llauddsp_init(&s->adsp);
 315     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 316
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 /**
 321  * @name APE range decoding functions
 322  * @{
 323  */
 324
 325 #define CODE_BITS    32
 326 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 327 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 328 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 329 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 330
 331 /** Start the decoder */
 332 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 333 {
 334     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 335     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 336     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 337 }
 338
 339 /** Perform normalization */
 340 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 341 {
 342     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 343         ctx->rc.buffer <<= 8;
 344         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 345             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 346             ctx->ptr++;
 347         } else {
 348             ctx->error = 1;
 349         }
 350         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 351         ctx->rc.range  <<= 8;
 352     }
 353 }
 354
 355 /**
 356  * Calculate cumulative frequency for next symbol. Does NO update!
 357  * @param ctx decoder context
 358  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 359  * @return the cumulative frequency
 360  */
 361 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 362 {
 363     range_dec_normalize(ctx);
 364     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 365     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 366 }
 367
 368 /**
 369  * Decode value with given size in bits
 370  * @param ctx decoder context
 371  * @param shift number of bits to decode
 372  */
 373 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 374 {
 375     range_dec_normalize(ctx);
 376     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 377     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 378 }
 379
 380
 381 /**
 382  * Update decoding state
 383  * @param ctx decoder context
 384  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 385  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 386  */
 387 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 388 {
 389     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 390     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 391 }
 392
 393 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 394 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 395 {
 396     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 397     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 398     return sym;
 399 }
 400
 401
 402 #define MODEL_ELEMENTS 64
 403
 404 /**
 405  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 406  */
 407 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 408         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 409     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 410     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 411 };
 412
 413 /**
 414  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 415  */
 416 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 417     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 418     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 419     19, 11, 7, 4, 2,
 420 };
 421
 422 /**
 423  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 424  */
 425 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 426         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 427     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 428     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 429 };
 430
 431 /**
 432  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 433  */
 434 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 435     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 436     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 437     3, 2, 1, 1, 1,
 438 };
 439
 440 /**
 441  * Decode symbol
 442  * @param ctx decoder context
 443  * @param counts probability range start position
 444  * @param counts_diff probability range widths
 445  */
 446 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 447                                    const uint16_t counts[],
 448                                    const uint16_t counts_diff[])
 449 {
 450     int symbol, cf;
 451
 452     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 453
 454     if(cf > 65492){
 455         symbol= cf - 65535 + 63;
 456         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 457         if(cf > 65535)
 458             ctx->error=1;
 459         return symbol;
 460     }
 461     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 462     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 463
 464     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 465
 466     return symbol;
 467 }
 468 /** @} */ // group rangecoder
 469
 470 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 471 {
 472     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 473     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 474
 475     if (rice->ksum < lim)
 476         rice->k--;
 477     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 478         rice->k++;
 479 }
 480
 481 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
 482 {
 483     unsigned int x;
 484
 485     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 486
 487     if (k)
 488         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
 489
 490     return x;
 491 }
 492
 493 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 494                                         APERice *rice)
 495 {
 496     unsigned int x, overflow;
 497
 498     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 499
 500     if (ctx->fileversion > 3880) {
 501         while (overflow >= 16) {
 502             overflow -= 16;
 503             rice->k  += 4;
 504         }
 505     }
 506
 507     if (!rice->k)
 508         x = overflow;
 509     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
 510         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
 511     } else {
 512         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %"PRIu32"\n", rice->k);
 513         ctx->error = 1;
 514         return AVERROR_INVALIDDATA;
 515     }
 516     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 517     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 518         rice->k--;
 519     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 520         rice->k++;
 521
 522     /* Convert to signed */
 523     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 524 }
 525
 526 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 527 {
 528     unsigned int x, overflow;
 529     int tmpk;
 530
 531     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 532
 533     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 534         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 535         overflow = 0;
 536     } else
 537         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 538
 539     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 540         if (tmpk > 23) {
 541             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 542             return AVERROR_INVALIDDATA;
 543         }
 544         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 545     } else if (tmpk <= 31) {
 546         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 547         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 548     } else {
 549         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 550         return AVERROR_INVALIDDATA;
 551     }
 552     x += overflow << tmpk;
 553
 554     update_rice(rice, x);
 555
 556     /* Convert to signed */
 557     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 558 }
 559
 560 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 561 {
 562     unsigned int x, overflow, pivot;
 563     int base;
 564
 565     pivot = FFMAX(rice->ksum >> 5, 1);
 566
 567     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 568
 569     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 570         overflow  = (unsigned)range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 571         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 572     }
 573
 574     if (pivot < 0x10000) {
 575         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 576         range_decode_update(ctx, 1, base);
 577     } else {
 578         int base_hi = pivot, base_lo;
 579         int bbits = 0;
 580
 581         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 582             base_hi >>= 1;
 583             bbits++;
 584         }
 585         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 586         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 587         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 588         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 589
 590         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 591     }
 592
 593     x = base + overflow * pivot;
 594
 595     update_rice(rice, x);
 596
 597     /* Convert to signed */
 598     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 599 }
 600
 601 static int get_k(int ksum)
 602 {
 603     return av_log2(ksum) + !!ksum;
 604 }
 605
 606 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 607                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 608 {
 609     int i;
 610     unsigned ksummax, ksummin;
 611
 612     rice->ksum = 0;
 613     for (i = 0; i < FFMIN(blockstodecode, 5); i++) {
 614         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 615         rice->ksum += out[i];
 616     }
 617
 618     if (blockstodecode <= 5)
 619         goto end;
 620
 621     rice->k = get_k(rice->ksum / 10);
 622     if (rice->k >= 24)
 623         return;
 624     for (; i < FFMIN(blockstodecode, 64); i++) {
 625         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 626         rice->ksum += out[i];
 627         rice->k = get_k(rice->ksum / ((i + 1) * 2));
 628         if (rice->k >= 24)
 629             return;
 630     }
 631
 632     if (blockstodecode <= 64)
 633         goto end;
 634
 635     rice->k = get_k(rice->ksum >> 7);
 636     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 637     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 638     for (; i < blockstodecode; i++) {
 639         if (get_bits_left(&ctx->gb) < 1) {
 640             ctx->error = 1;
 641             return;
 642         }
 643         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 644         rice->ksum += out[i] - (unsigned)out[i - 64];
 645         while (rice->ksum < ksummin) {
 646             rice->k--;
 647             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 648             ksummax >>= 1;
 649         }
 650         while (rice->ksum >= ksummax) {
 651             rice->k++;
 652             if (rice->k > 24)
 653                 return;
 654             ksummax <<= 1;
 655             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 656         }
 657     }
 658
 659 end:
 660     for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
 661         out[i] = ((out[i] >> 1) ^ ((out[i] & 1) - 1)) + 1;
 662 }
 663
 664 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 665 {
 666     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 667                       blockstodecode);
 668 }
 669
 670 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 671 {
 672     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 673                       blockstodecode);
 674     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 675                       blockstodecode);
 676 }
 677
 678 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 679 {
 680     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 681
 682     while (blockstodecode--)
 683         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 684 }
 685
 686 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 687 {
 688     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 689     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 690     int blocks = blockstodecode;
 691
 692     while (blockstodecode--)
 693         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 694     while (blocks--)
 695         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 696 }
 697
 698 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 699 {
 700     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 701
 702     while (blockstodecode--)
 703         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 704 }
 705
 706 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 707 {
 708     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 709     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 710     int blocks = blockstodecode;
 711
 712     while (blockstodecode--)
 713         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 714     range_dec_normalize(ctx);
 715     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 716     ctx->ptr -= 1;
 717     range_start_decoding(ctx);
 718     while (blocks--)
 719         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 720 }
 721
 722 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 723 {
 724     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 725     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 726
 727     while (blockstodecode--) {
 728         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 729         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 730     }
 731 }
 732
 733 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 734 {
 735     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 736
 737     while (blockstodecode--)
 738         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 739 }
 740
 741 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 742 {
 743     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 744     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 745
 746     while (blockstodecode--) {
 747         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 748         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 749     }
 750 }
 751
 752 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 753 {
 754     /* Read the CRC */
 755     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 756         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 757             return AVERROR_INVALIDDATA;
 758         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 759     } else {
 760         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 761     }
 762
 763     /* Read the frame flags if they exist */
 764     ctx->frameflags = 0;
 765     ctx->CRC_state = UINT32_MAX;
 766     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 767         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 768
 769         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 770             return AVERROR_INVALIDDATA;
 771         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 772     }
 773
 774     /* Initialize the rice structs */
 775     ctx->riceX.k = 10;
 776     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 777     ctx->riceY.k = 10;
 778     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 779
 780     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 781         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 782         ctx->ptr++;
 783
 784         range_start_decoding(ctx);
 785     }
 786
 787     return 0;
 788 }
 789
 790 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 791     375,
 792 };
 793
 794 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 795     64, 115, 64,
 796 };
 797
 798 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 799     740, 0
 800 };
 801
 802 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 803     360, 317, -109, 98
 804 };
 805
 806 static const int64_t initial_coeffs_3930_64bit[4] = {
 807     360, 317, -109, 98
 808 };
 809
 810 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 811 {
 812     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 813     APEPredictor64 *p64 = &ctx->predictor64;
 814
 815     /* Zero the history buffers */
 816     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 817     memset(p64->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p64->historybuffer));
 818     p->buf = p->historybuffer;
 819     p64->buf = p64->historybuffer;
 820
 821     /* Initialize and zero the coefficients */
 822     if (ctx->fileversion < 3930) {
 823         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 824             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 825                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 826             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 827                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 828         } else {
 829             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 830                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 831             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 832                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 833         }
 834     } else {
 835         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 836         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 837         memcpy(p64->coeffsA[0], initial_coeffs_3930_64bit, sizeof(initial_coeffs_3930_64bit));
 838         memcpy(p64->coeffsA[1], initial_coeffs_3930_64bit, sizeof(initial_coeffs_3930_64bit));
 839     }
 840     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 841     memset(p64->coeffsB, 0, sizeof(p64->coeffsB));
 842     if (ctx->fileversion < 3930) {
 843         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 844                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 845         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 846                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 847     }
 848
 849     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 850     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 851     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 852
 853     p64->filterA[0] = p64->filterA[1] = 0;
 854     p64->filterB[0] = p64->filterB[1] = 0;
 855     p64->lastA[0]   = p64->lastA[1]   = 0;
 856
 857     p->sample_pos = 0;
 858
 859     p64->sample_pos = 0;
 860 }
 861
 862 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 863 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 864     return (x < 0) - (x > 0);
 865 }
 866
 867 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 868                                              const int decoded, const int filter,
 869                                              const int delayA)
 870 {
 871     int32_t predictionA;
 872
 873     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 874     if (p->sample_pos < 3) {
 875         p->lastA[filter]   = decoded;
 876         p->filterA[filter] = decoded;
 877         return decoded;
 878     }
 879
 880     predictionA = p->buf[delayA] * 2U - p->buf[delayA - 1];
 881     p->lastA[filter] = decoded + ((int32_t)(predictionA  * p->coeffsA[filter][0]) >> 9);
 882
 883     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 884         p->coeffsA[filter][0]++;
 885     else
 886         p->coeffsA[filter][0]--;
 887
 888     p->filterA[filter] += (unsigned)p->lastA[filter];
 889
 890     return p->filterA[filter];
 891 }
 892
 893 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 894                                         const unsigned decoded, const int filter,
 895                                         const int delayA,  const int delayB,
 896                                         const int start,   const int shift)
 897 {
 898     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 899     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 900
 901     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 902     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 903     if (p->sample_pos < start) {
 904         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 905         p->lastA[filter]   = decoded;
 906         p->filterB[filter] = decoded;
 907         p->filterA[filter] = predictionA;
 908         return predictionA;
 909     }
 910     d2 =  p->buf[delayA];
 911     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) * 2U;
 912     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) * 8U);
 913     d3 =  p->buf[delayB] * 2U - p->buf[delayB - 1];
 914     d4 =  p->buf[delayB];
 915
 916     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 917                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 918                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 919
 920     sign = APESIGN(decoded);
 921     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 922     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 923     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 924
 925     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 926                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 927     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 928     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 929     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 930     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 931
 932     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 933     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + (unsigned)((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
 934
 935     return p->filterA[filter];
 936 }
 937
 938 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift, int length)
 939 {
 940     int i, j;
 941     int32_t dotprod, sign;
 942     int32_t coeffs[256], delay[256];
 943
 944     if (order >= length)
 945         return;
 946
 947     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 948     for (i = 0; i < order; i++)
 949         delay[i] = buffer[i];
 950     for (i = order; i < length; i++) {
 951         dotprod = 0;
 952         sign = APESIGN(buffer[i]);
 953         for (j = 0; j < order; j++) {
 954             dotprod += delay[j] * (unsigned)coeffs[j];
 955             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 956         }
 957         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 958         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 959             delay[j] = delay[j + 1];
 960         delay[order - 1] = buffer[i];
 961     }
 962 }
 963
 964 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 965 {
 966     int i, j;
 967     int32_t dotprod, sign;
 968     int32_t delay[8] = { 0 };
 969     uint32_t coeffs[8] = { 0 };
 970
 971     for (i = 0; i < length; i++) {
 972         dotprod = 0;
 973         sign = APESIGN(buffer[i]);
 974         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 975             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 976             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 977         }
 978         for (j = 7; j > 0; j--)
 979             delay[j] = delay[j - 1];
 980         delay[0] = buffer[i];
 981         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 982     }
 983 }
 984
 985 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 986 {
 987     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 988     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 989     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 990     int start = 4, shift = 10;
 991
 992     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 993         start = 16;
 994         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
 995         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, count);
 996     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 997         int order = 128, shift2 = 11;
 998
 999         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1000             order <<= 1;
1001             shift++;
1002             shift2++;
1003             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1004             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
1005         }
1006         start = order;
1007         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1008         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, count);
1009     }
1010
1011     while (count--) {
1012         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
1013         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1014             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
1015             decoded0++;
1016             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
1017             decoded1++;
1018         } else {
1019             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1020                                     start, shift);
1021             decoded0++;
1022             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1023                                     start, shift);
1024             decoded1++;
1025         }
1026
1027         /* Combined */
1028         p->buf++;
1029         p->sample_pos++;
1030
1031         /* Have we filled the history buffer? */
1032         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1033             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1034                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1035             p->buf = p->historybuffer;
1036         }
1037     }
1038 }
1039
1040 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
1041 {
1042     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1043     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1044     int start = 4, shift = 10;
1045
1046     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1047         start = 16;
1048         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
1049     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1050         int order = 128, shift2 = 11;
1051
1052         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1053             order <<= 1;
1054             shift++;
1055             shift2++;
1056             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1057         }
1058         start = order;
1059         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1060     }
1061
1062     while (count--) {
1063         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1064             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1065             decoded0++;
1066         } else {
1067             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1068                                     start, shift);
1069             decoded0++;
1070         }
1071
1072         /* Combined */
1073         p->buf++;
1074         p->sample_pos++;
1075
1076         /* Have we filled the history buffer? */
1077         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1078             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1079                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1080             p->buf = p->historybuffer;
1081         }
1082     }
1083 }
1084
1085 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1086                                                   const int decoded, const int filter,
1087                                                   const int delayA)
1088 {
1089     int32_t predictionA, sign;
1090     int32_t d0, d1, d2, d3;
1091
1092     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1093     d0 = p->buf[delayA    ];
1094     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1095     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1096     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1097
1098     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1099                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1100                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1101                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1102
1103     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1104     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1105
1106     sign = APESIGN(decoded);
1107     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1108     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1109     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1110     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1111
1112     return p->filterA[filter];
1113 }
1114
1115 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1116 {
1117     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1118     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1119     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1120
1121     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1122
1123     while (count--) {
1124         /* Predictor Y */
1125         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1126         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1127         decoded0++;
1128         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1129         decoded1++;
1130
1131         /* Combined */
1132         p->buf++;
1133
1134         /* Have we filled the history buffer? */
1135         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1136             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1137                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1138             p->buf = p->historybuffer;
1139         }
1140     }
1141 }
1142
1143 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1144 {
1145     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1146     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1147
1148     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1149
1150     while (count--) {
1151         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1152         decoded0++;
1153
1154         p->buf++;
1155
1156         /* Have we filled the history buffer? */
1157         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1158             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1159                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1160             p->buf = p->historybuffer;
1161         }
1162     }
1163 }
1164
1165 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor64 *p,
1166                                                     const int decoded, const int filter,
1167                                                     const int delayA,  const int delayB,
1168                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1169 {
1170     int64_t predictionA, predictionB;
1171     int32_t sign;
1172
1173     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1174     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1175     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - (uint64_t)p->buf[delayA - 1];
1176     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1177
1178     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1179                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1180                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1181                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1182
1183     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1184     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((int64_t)(p->filterB[filter] * 31ULL) >> 5);
1185     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1186     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - (uint64_t)p->buf[delayB - 1];
1187     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1188     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1189
1190     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1191                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1192                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1193                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1194                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1195
1196     p->lastA[filter] = decoded + ((int64_t)((uint64_t)predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1197     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int64_t)(p->filterA[filter] * 31ULL) >> 5);
1198
1199     sign = APESIGN(decoded);
1200     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1201     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1202     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1203     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1204     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1205     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1206     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1207     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1208     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1209
1210     return p->filterA[filter];
1211 }
1212
1213 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1214 {
1215     APEPredictor64 *p = &ctx->predictor64;
1216     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1217     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1218
1219     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1220
1221     while (count--) {
1222         /* Predictor Y */
1223         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1224                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1225         decoded0++;
1226         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1227                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1228         decoded1++;
1229
1230         /* Combined */
1231         p->buf++;
1232
1233         /* Have we filled the history buffer? */
1234         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1235             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1236                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1237             p->buf = p->historybuffer;
1238         }
1239     }
1240 }
1241
1242 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1243 {
1244     APEPredictor64 *p = &ctx->predictor64;
1245     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1246     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1247
1248     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1249
1250     currentA = p->lastA[0];
1251
1252     while (count--) {
1253         A = *decoded0;
1254
1255         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1256         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - (uint64_t)p->buf[YDELAYA - 1];
1257
1258         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1259                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1260                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1261                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1262
1263         currentA = A + (uint64_t)(predictionA >> 10);
1264
1265         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1266         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1267
1268         sign = APESIGN(A);
1269         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1270         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1271         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1272         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1273
1274         p->buf++;
1275
1276         /* Have we filled the history buffer? */
1277         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1278             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1279                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1280             p->buf = p->historybuffer;
1281         }
1282
1283         p->filterA[0] = currentA + (uint64_t)((int64_t)(p->filterA[0] * 31U) >> 5);
1284         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1285     }
1286
1287     p->lastA[0] = currentA;
1288 }
1289
1290 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1291 {
1292     f->coeffs = buf;
1293     f->historybuffer = buf + order;
1294     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1295     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1296
1297     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1298     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1299     f->avg = 0;
1300 }
1301
1302 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1303 {
1304     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1305     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1306 }
1307
1308 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1309                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1310 {
1311     int res;
1312     unsigned absres;
1313
1314     while (count--) {
1315         /* round fixedpoint scalar product */
1316         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1317                                                      f->delay - order,
1318                                                      f->adaptcoeffs - order,
1319                                                      order, APESIGN(*data));
1320         res = (int64_t)(res + (1LL << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1321         res += (unsigned)*data;
1322         *data++ = res;
1323
1324         /* Update the output history */
1325         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1326
1327         if (version < 3980) {
1328             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1329             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1330             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1331             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1332         } else {
1333             /* Version 3.98 and later files */
1334
1335             /* Update the adaption coefficients */
1336             absres = FFABS(res);
1337             if (absres)
1338                 *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) *
1339                                   (8 << ((absres > f->avg * 3) + (absres > f->avg * 4 / 3)));
1340                 /* equivalent to the following code
1341                     if (absres <= f->avg * 4 / 3)
1342                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 8;
1343                     else if (absres <= f->avg * 3)
1344                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 16;
1345                     else
1346                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 32;
1347                 */
1348             else
1349                 *f->adaptcoeffs = 0;
1350
1351             f->avg += (int)(absres - (unsigned)f->avg) / 16;
1352
1353             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1354             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1355             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1356         }
1357
1358         f->adaptcoeffs++;
1359
1360         /* Have we filled the history buffer? */
1361         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1362             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1363                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1364             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1365             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1366         }
1367     }
1368 }
1369
1370 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1371                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1372                          int count, int order, int fracbits)
1373 {
1374     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1375     if (data1)
1376         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1377 }
1378
1379 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1380                               int32_t *decoded1, int count)
1381 {
1382     int i;
1383
1384     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1385         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1386             break;
1387         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1388                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1389                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1390     }
1391 }
1392
1393 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1394 {
1395     int i, ret;
1396     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1397         return ret;
1398     init_predictor_decoder(ctx);
1399
1400     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1401         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1402             break;
1403         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1404                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1405     }
1406     return 0;
1407 }
1408
1409 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1410 {
1411     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1412         /* We are pure silence, so we're done. */
1413         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1414         return;
1415     }
1416
1417     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1418     if (ctx->error)
1419         return;
1420
1421     /* Now apply the predictor decoding */
1422     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1423
1424     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1425     if (ctx->channels == 2) {
1426         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1427     }
1428 }
1429
1430 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1431 {
1432     unsigned left, right;
1433     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1434     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1435
1436     if ((ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) == APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1437         /* We are pure silence, so we're done. */
1438         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1439         return;
1440     }
1441
1442     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1443     if (ctx->error)
1444         return;
1445
1446     /* Now apply the predictor decoding */
1447     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1448
1449     /* Decorrelate and scale to output depth */
1450     while (count--) {
1451         left = *decoded1 - (unsigned)(*decoded0 / 2);
1452         right = left + *decoded0;
1453
1454         *(decoded0++) = left;
1455         *(decoded1++) = right;
1456     }
1457 }
1458
1459 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1460                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1461 {
1462     AVFrame *frame     = data;
1463     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1464     APEContext *s = avctx->priv_data;
1465     uint8_t *sample8;
1466     int16_t *sample16;
1467     int32_t *sample24;
1468     int i, ch, ret;
1469     int blockstodecode;
1470     uint64_t decoded_buffer_size;
1471
1472     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1473        check it just to make sure. */
1474     av_assert0(s->samples >= 0);
1475
1476     if(!s->samples){
1477         uint32_t nblocks, offset;
1478         int buf_size;
1479
1480         if (!avpkt->size) {
1481             *got_frame_ptr = 0;
1482             return 0;
1483         }
1484         if (avpkt->size < 8) {
1485             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1486             return AVERROR_INVALIDDATA;
1487         }
1488         buf_size = avpkt->size & ~3;
1489         if (buf_size != avpkt->size) {
1490             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1491                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1492         }
1493         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1494             buf_size += 2;
1495         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1496         if (!s->data)
1497             return AVERROR(ENOMEM);
1498         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1499                           buf_size >> 2);
1500         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1501         s->ptr = s->data;
1502         s->data_end = s->data + buf_size;
1503
1504         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1505         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1506         if (s->fileversion >= 3900) {
1507             if (offset > 3) {
1508                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1509                 av_freep(&s->data);
1510                 s->data_size = 0;
1511                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1512             }
1513             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1514                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1515                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1516             }
1517             s->ptr += offset;
1518         } else {
1519             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1520                 return ret;
1521             if (s->fileversion > 3800)
1522                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1523             else
1524                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1525         }
1526
1527         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX / 2 / sizeof(*s->decoded_buffer) - 8) {
1528             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1529                    nblocks);
1530             return AVERROR_INVALIDDATA;
1531         }
1532
1533         /* Initialize the frame decoder */
1534         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1535             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1536             return AVERROR_INVALIDDATA;
1537         }
1538         s->samples = nblocks;
1539     }
1540
1541     if (!s->data) {
1542         *got_frame_ptr = 0;
1543         return avpkt->size;
1544     }
1545
1546     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1547     // for old files coefficients were not interleaved,
1548     // so we need to decode all of them at once
1549     if (s->fileversion < 3930)
1550         blockstodecode = s->samples;
1551
1552     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1553     decoded_buffer_size = 2LL * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer);
1554     av_assert0(decoded_buffer_size <= INT_MAX);
1555
1556     /* get output buffer */
1557     frame->nb_samples = blockstodecode;
1558     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1559         s->samples=0;
1560         return ret;
1561     }
1562
1563     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size, decoded_buffer_size);
1564     if (!s->decoded_buffer)
1565         return AVERROR(ENOMEM);
1566     memset(s->decoded_buffer, 0, decoded_buffer_size);
1567     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1568     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1569
1570     s->error=0;
1571
1572     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1573         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1574     else
1575         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1576     emms_c();
1577
1578     if (s->error) {
1579         s->samples=0;
1580         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1581         return AVERROR_INVALIDDATA;
1582     }
1583
1584     switch (s->bps) {
1585     case 8:
1586         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1587             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1588             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1589                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1590         }
1591         break;
1592     case 16:
1593         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1594             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1595             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1596                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1597         }
1598         break;
1599     case 24:
1600         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1601             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1602             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1603                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] * 256U;
1604         }
1605         break;
1606     }
1607
1608     s->samples -= blockstodecode;
1609
1610     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK &&
1611         s->fileversion >= 3900 && s->bps < 24) {
1612         uint32_t crc = s->CRC_state;
1613         const AVCRC *crc_tab = av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE_LE);
1614         for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
1615             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1616                 uint8_t *smp = frame->data[ch] + (i*(s->bps >> 3));
1617                 crc = av_crc(crc_tab, crc, smp, s->bps >> 3);
1618             }
1619         }
1620
1621         if (!s->samples && (~crc >> 1) ^ s->CRC) {
1622             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC mismatch! Previously decoded "
1623                    "frames may have been affected as well.\n");
1624             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
1625                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1626         }
1627
1628         s->CRC_state = crc;
1629     }
1630
1631     *got_frame_ptr = 1;
1632
1633     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1634 }
1635
1636 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1637 {
1638     APEContext *s = avctx->priv_data;
1639     s->samples= 0;
1640 }
1641
1642 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1643 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1644 static const AVOption options[] = {
1645     { "max_samples", "maximum number of samples decoded per call",             OFFSET(blocks_per_loop), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 4608 },    1,       INT_MAX, PAR, "max_samples" },
1646     { "all",         "no maximum. decode all samples for each packet at once", 0,                       AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = INT_MAX }, INT_MIN, INT_MAX, PAR, "max_samples" },
1647     { NULL},
1648 };
1649
1650 static const AVClass ape_decoder_class = {
1651     .class_name = "APE decoder",
1652     .item_name  = av_default_item_name,
1653     .option     = options,
1654     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1655 };
1656
1657 AVCodec ff_ape_decoder = {
1658     .name           = "ape",
1659     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1660     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1661     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1662     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1663     .init           = ape_decode_init,
1664     .close          = ape_decode_close,
1665     .decode         = ape_decode_frame,
1666     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DELAY |
1667                       AV_CODEC_CAP_DR1,
1668     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1669     .flush          = ape_flush,
1670     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1671                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1672                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1673                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1674     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1675 };