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