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