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     uint32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 129     uint32_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)) && rice->k < 24)
 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         ctx->error = 1;
 500         return AVERROR_INVALIDDATA;
 501     }
 502     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 503     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 504         rice->k--;
 505     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 506         rice->k++;
 507
 508     /* Convert to signed */
 509     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 510 }
 511
 512 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 513 {
 514     unsigned int x, overflow;
 515     int tmpk;
 516
 517     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 518
 519     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 520         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 521         overflow = 0;
 522     } else
 523         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 524
 525     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 526         if (tmpk > 23) {
 527             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 528             return AVERROR_INVALIDDATA;
 529         }
 530         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 531     } else if (tmpk <= 31) {
 532         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 533         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 534     } else {
 535         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 536         return AVERROR_INVALIDDATA;
 537     }
 538     x += overflow << tmpk;
 539
 540     update_rice(rice, x);
 541
 542     /* Convert to signed */
 543     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 544 }
 545
 546 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 547 {
 548     unsigned int x, overflow;
 549     int base, pivot;
 550
 551     pivot = rice->ksum >> 5;
 552     if (pivot == 0)
 553         pivot = 1;
 554
 555     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 556
 557     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 558         overflow  = (unsigned)range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 559         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 560     }
 561
 562     if (pivot < 0x10000) {
 563         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 564         range_decode_update(ctx, 1, base);
 565     } else {
 566         int base_hi = pivot, base_lo;
 567         int bbits = 0;
 568
 569         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 570             base_hi >>= 1;
 571             bbits++;
 572         }
 573         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 574         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 575         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 576         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 577
 578         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 579     }
 580
 581     x = base + overflow * pivot;
 582
 583     update_rice(rice, x);
 584
 585     /* Convert to signed */
 586     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 587 }
 588
 589 static int get_k(int ksum)
 590 {
 591     return av_log2(ksum) + !!ksum;
 592 }
 593
 594 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 595                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 596 {
 597     int i;
 598     unsigned ksummax, ksummin;
 599
 600     rice->ksum = 0;
 601     for (i = 0; i < FFMIN(blockstodecode, 5); i++) {
 602         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 603         rice->ksum += out[i];
 604     }
 605
 606     if (blockstodecode <= 5)
 607         goto end;
 608
 609     rice->k = get_k(rice->ksum / 10);
 610     if (rice->k >= 24)
 611         return;
 612     for (; i < FFMIN(blockstodecode, 64); i++) {
 613         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 614         rice->ksum += out[i];
 615         rice->k = get_k(rice->ksum / ((i + 1) * 2));
 616         if (rice->k >= 24)
 617             return;
 618     }
 619
 620     if (blockstodecode <= 64)
 621         goto end;
 622
 623     rice->k = get_k(rice->ksum >> 7);
 624     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 625     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 626     for (; i < blockstodecode; i++) {
 627         if (get_bits_left(&ctx->gb) < 1) {
 628             ctx->error = 1;
 629             return;
 630         }
 631         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 632         rice->ksum += out[i] - (unsigned)out[i - 64];
 633         while (rice->ksum < ksummin) {
 634             rice->k--;
 635             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 636             ksummax >>= 1;
 637         }
 638         while (rice->ksum >= ksummax) {
 639             rice->k++;
 640             if (rice->k > 24)
 641                 return;
 642             ksummax <<= 1;
 643             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 644         }
 645     }
 646
 647 end:
 648     for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
 649         out[i] = ((out[i] >> 1) ^ ((out[i] & 1) - 1)) + 1;
 650 }
 651
 652 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 653 {
 654     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 655                       blockstodecode);
 656 }
 657
 658 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 659 {
 660     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 661                       blockstodecode);
 662     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 663                       blockstodecode);
 664 }
 665
 666 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 667 {
 668     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 669
 670     while (blockstodecode--)
 671         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 672 }
 673
 674 static void entropy_decode_stereo_3860(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_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 682     while (blocks--)
 683         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 684 }
 685
 686 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 687 {
 688     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 689
 690     while (blockstodecode--)
 691         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 692 }
 693
 694 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 695 {
 696     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 697     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 698     int blocks = blockstodecode;
 699
 700     while (blockstodecode--)
 701         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 702     range_dec_normalize(ctx);
 703     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 704     ctx->ptr -= 1;
 705     range_start_decoding(ctx);
 706     while (blocks--)
 707         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 708 }
 709
 710 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 711 {
 712     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 713     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 714
 715     while (blockstodecode--) {
 716         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 717         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 718     }
 719 }
 720
 721 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 722 {
 723     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 724
 725     while (blockstodecode--)
 726         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 727 }
 728
 729 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 730 {
 731     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 732     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 733
 734     while (blockstodecode--) {
 735         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 736         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 737     }
 738 }
 739
 740 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 741 {
 742     /* Read the CRC */
 743     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 744         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 745             return AVERROR_INVALIDDATA;
 746         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 747     } else {
 748         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 749     }
 750
 751     /* Read the frame flags if they exist */
 752     ctx->frameflags = 0;
 753     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 754         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 755
 756         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 757             return AVERROR_INVALIDDATA;
 758         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 759     }
 760
 761     /* Initialize the rice structs */
 762     ctx->riceX.k = 10;
 763     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 764     ctx->riceY.k = 10;
 765     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 766
 767     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 768         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 769         ctx->ptr++;
 770
 771         range_start_decoding(ctx);
 772     }
 773
 774     return 0;
 775 }
 776
 777 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 778     375,
 779 };
 780
 781 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 782     64, 115, 64,
 783 };
 784
 785 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 786     740, 0
 787 };
 788
 789 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 790     360, 317, -109, 98
 791 };
 792
 793 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 794 {
 795     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 796
 797     /* Zero the history buffers */
 798     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 799     p->buf = p->historybuffer;
 800
 801     /* Initialize and zero the coefficients */
 802     if (ctx->fileversion < 3930) {
 803         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 804             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 805                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 806             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 807                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 808         } else {
 809             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 810                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 811             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 812                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 813         }
 814     } else {
 815         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 816         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 817     }
 818     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 819     if (ctx->fileversion < 3930) {
 820         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 821                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 822         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 823                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 824     }
 825
 826     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 827     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 828     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 829
 830     p->sample_pos = 0;
 831 }
 832
 833 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 834 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 835     return (x < 0) - (x > 0);
 836 }
 837
 838 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 839                                              const int decoded, const int filter,
 840                                              const int delayA)
 841 {
 842     int32_t predictionA;
 843
 844     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 845     if (p->sample_pos < 3) {
 846         p->lastA[filter]   = decoded;
 847         p->filterA[filter] = decoded;
 848         return decoded;
 849     }
 850
 851     predictionA = p->buf[delayA] * 2U - p->buf[delayA - 1];
 852     p->lastA[filter] = decoded + ((int32_t)(predictionA  * p->coeffsA[filter][0]) >> 9);
 853
 854     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 855         p->coeffsA[filter][0]++;
 856     else
 857         p->coeffsA[filter][0]--;
 858
 859     p->filterA[filter] += (unsigned)p->lastA[filter];
 860
 861     return p->filterA[filter];
 862 }
 863
 864 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 865                                         const unsigned decoded, const int filter,
 866                                         const int delayA,  const int delayB,
 867                                         const int start,   const int shift)
 868 {
 869     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 870     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 871
 872     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 873     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 874     if (p->sample_pos < start) {
 875         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 876         p->lastA[filter]   = decoded;
 877         p->filterB[filter] = decoded;
 878         p->filterA[filter] = predictionA;
 879         return predictionA;
 880     }
 881     d2 =  p->buf[delayA];
 882     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) * 2U;
 883     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) * 8U);
 884     d3 =  p->buf[delayB] * 2U - p->buf[delayB - 1];
 885     d4 =  p->buf[delayB];
 886
 887     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 888                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 889                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 890
 891     sign = APESIGN(decoded);
 892     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 893     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 894     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 895
 896     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 897                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 898     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 899     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 900     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 901     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 902
 903     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 904     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + (unsigned)((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
 905
 906     return p->filterA[filter];
 907 }
 908
 909 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift, int length)
 910 {
 911     int i, j;
 912     int32_t dotprod, sign;
 913     int32_t coeffs[256], delay[256];
 914
 915     if (order >= length)
 916         return;
 917
 918     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 919     for (i = 0; i < order; i++)
 920         delay[i] = buffer[i];
 921     for (i = order; i < length; i++) {
 922         dotprod = 0;
 923         sign = APESIGN(buffer[i]);
 924         for (j = 0; j < order; j++) {
 925             dotprod += delay[j] * (unsigned)coeffs[j];
 926             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 927         }
 928         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 929         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 930             delay[j] = delay[j + 1];
 931         delay[order - 1] = buffer[i];
 932     }
 933 }
 934
 935 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 936 {
 937     int i, j;
 938     int32_t dotprod, sign;
 939     int32_t delay[8] = { 0 };
 940     uint32_t coeffs[8] = { 0 };
 941
 942     for (i = 0; i < length; i++) {
 943         dotprod = 0;
 944         sign = APESIGN(buffer[i]);
 945         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 946             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 947             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 948         }
 949         for (j = 7; j > 0; j--)
 950             delay[j] = delay[j - 1];
 951         delay[0] = buffer[i];
 952         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 953     }
 954 }
 955
 956 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 957 {
 958     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 959     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 960     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 961     int start = 4, shift = 10;
 962
 963     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 964         start = 16;
 965         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
 966         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, count);
 967     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 968         int order = 128, shift2 = 11;
 969
 970         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 971             order <<= 1;
 972             shift++;
 973             shift2++;
 974             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 975             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 976         }
 977         start = order;
 978         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
 979         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, count);
 980     }
 981
 982     while (count--) {
 983         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 984         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 985             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 986             decoded0++;
 987             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 988             decoded1++;
 989         } else {
 990             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 991                                     start, shift);
 992             decoded0++;
 993             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 994                                     start, shift);
 995             decoded1++;
 996         }
 997
 998         /* Combined */
 999         p->buf++;
1000         p->sample_pos++;
1001
1002         /* Have we filled the history buffer? */
1003         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1004             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1005                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1006             p->buf = p->historybuffer;
1007         }
1008     }
1009 }
1010
1011 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
1012 {
1013     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1014     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1015     int start = 4, shift = 10;
1016
1017     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1018         start = 16;
1019         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
1020     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1021         int order = 128, shift2 = 11;
1022
1023         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1024             order <<= 1;
1025             shift++;
1026             shift2++;
1027             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1028         }
1029         start = order;
1030         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1031     }
1032
1033     while (count--) {
1034         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1035             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1036             decoded0++;
1037         } else {
1038             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1039                                     start, shift);
1040             decoded0++;
1041         }
1042
1043         /* Combined */
1044         p->buf++;
1045         p->sample_pos++;
1046
1047         /* Have we filled the history buffer? */
1048         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1049             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1050                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1051             p->buf = p->historybuffer;
1052         }
1053     }
1054 }
1055
1056 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1057                                                   const int decoded, const int filter,
1058                                                   const int delayA)
1059 {
1060     int32_t predictionA, sign;
1061     int32_t d0, d1, d2, d3;
1062
1063     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1064     d0 = p->buf[delayA    ];
1065     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1066     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1067     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1068
1069     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1070                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1071                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1072                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1073
1074     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1075     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1076
1077     sign = APESIGN(decoded);
1078     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1079     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1080     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1081     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1082
1083     return p->filterA[filter];
1084 }
1085
1086 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1087 {
1088     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1089     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1090     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1091
1092     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1093
1094     while (count--) {
1095         /* Predictor Y */
1096         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1097         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1098         decoded0++;
1099         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1100         decoded1++;
1101
1102         /* Combined */
1103         p->buf++;
1104
1105         /* Have we filled the history buffer? */
1106         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1107             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1108                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1109             p->buf = p->historybuffer;
1110         }
1111     }
1112 }
1113
1114 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1115 {
1116     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1117     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1118
1119     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1120
1121     while (count--) {
1122         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1123         decoded0++;
1124
1125         p->buf++;
1126
1127         /* Have we filled the history buffer? */
1128         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1129             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1130                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1131             p->buf = p->historybuffer;
1132         }
1133     }
1134 }
1135
1136 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1137                                                     const int decoded, const int filter,
1138                                                     const int delayA,  const int delayB,
1139                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1140 {
1141     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1142
1143     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1144     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1145     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - (unsigned)p->buf[delayA - 1];
1146     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1147
1148     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1149                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1150                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1151                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1152
1153     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1154     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((int)(p->filterB[filter] * 31U) >> 5);
1155     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1156     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - (unsigned)p->buf[delayB - 1];
1157     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1158     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1159
1160     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1161                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1162                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1163                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1164                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1165
1166     p->lastA[filter] = decoded + ((int)((unsigned)predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1167     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1168
1169     sign = APESIGN(decoded);
1170     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1171     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1172     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1173     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1174     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1175     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1176     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1177     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1178     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1179
1180     return p->filterA[filter];
1181 }
1182
1183 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1184 {
1185     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1186     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1187     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1188
1189     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1190
1191     while (count--) {
1192         /* Predictor Y */
1193         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1194                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1195         decoded0++;
1196         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1197                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1198         decoded1++;
1199
1200         /* Combined */
1201         p->buf++;
1202
1203         /* Have we filled the history buffer? */
1204         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1205             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1206                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1207             p->buf = p->historybuffer;
1208         }
1209     }
1210 }
1211
1212 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1213 {
1214     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1215     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1216     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1217
1218     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1219
1220     currentA = p->lastA[0];
1221
1222     while (count--) {
1223         A = *decoded0;
1224
1225         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1226         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - (unsigned)p->buf[YDELAYA - 1];
1227
1228         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1229                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1230                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1231                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1232
1233         currentA = A + (unsigned)(predictionA >> 10);
1234
1235         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1236         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1237
1238         sign = APESIGN(A);
1239         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1240         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1241         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1242         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1243
1244         p->buf++;
1245
1246         /* Have we filled the history buffer? */
1247         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1248             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1249                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1250             p->buf = p->historybuffer;
1251         }
1252
1253         p->filterA[0] = currentA + (unsigned)((int)(p->filterA[0] * 31U) >> 5);
1254         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1255     }
1256
1257     p->lastA[0] = currentA;
1258 }
1259
1260 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1261 {
1262     f->coeffs = buf;
1263     f->historybuffer = buf + order;
1264     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1265     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1266
1267     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1268     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1269     f->avg = 0;
1270 }
1271
1272 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1273 {
1274     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1275     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1276 }
1277
1278 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1279                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1280 {
1281     int res;
1282     int absres;
1283
1284     while (count--) {
1285         /* round fixedpoint scalar product */
1286         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1287                                                      f->delay - order,
1288                                                      f->adaptcoeffs - order,
1289                                                      order, APESIGN(*data));
1290         res = (int)(res + (1U << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1291         res += (unsigned)*data;
1292         *data++ = res;
1293
1294         /* Update the output history */
1295         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1296
1297         if (version < 3980) {
1298             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1299             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1300             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1301             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1302         } else {
1303             /* Version 3.98 and later files */
1304
1305             /* Update the adaption coefficients */
1306             absres = res < 0 ? -(unsigned)res : res;
1307             if (absres)
1308                 *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) *
1309                                   (8 << ((absres > f->avg * 3) + (absres > f->avg * 4 / 3)));
1310                 /* equivalent to the following code
1311                     if (absres <= f->avg * 4 / 3)
1312                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 8;
1313                     else if (absres <= f->avg * 3)
1314                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 16;
1315                     else
1316                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 32;
1317                 */
1318             else
1319                 *f->adaptcoeffs = 0;
1320
1321             f->avg += (int)(absres - (unsigned)f->avg) / 16;
1322
1323             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1324             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1325             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1326         }
1327
1328         f->adaptcoeffs++;
1329
1330         /* Have we filled the history buffer? */
1331         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1332             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1333                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1334             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1335             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1336         }
1337     }
1338 }
1339
1340 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1341                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1342                          int count, int order, int fracbits)
1343 {
1344     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1345     if (data1)
1346         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1347 }
1348
1349 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1350                               int32_t *decoded1, int count)
1351 {
1352     int i;
1353
1354     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1355         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1356             break;
1357         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1358                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1359                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1360     }
1361 }
1362
1363 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1364 {
1365     int i, ret;
1366     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1367         return ret;
1368     init_predictor_decoder(ctx);
1369
1370     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1371         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1372             break;
1373         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1374                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1375     }
1376     return 0;
1377 }
1378
1379 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1380 {
1381     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1382         /* We are pure silence, so we're done. */
1383         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1384         return;
1385     }
1386
1387     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1388     if (ctx->error)
1389         return;
1390
1391     /* Now apply the predictor decoding */
1392     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1393
1394     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1395     if (ctx->channels == 2) {
1396         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1397     }
1398 }
1399
1400 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1401 {
1402     unsigned left, right;
1403     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1404     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1405
1406     if ((ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) == APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1407         /* We are pure silence, so we're done. */
1408         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1409         return;
1410     }
1411
1412     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1413     if (ctx->error)
1414         return;
1415
1416     /* Now apply the predictor decoding */
1417     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1418
1419     /* Decorrelate and scale to output depth */
1420     while (count--) {
1421         left = *decoded1 - (unsigned)(*decoded0 / 2);
1422         right = left + *decoded0;
1423
1424         *(decoded0++) = left;
1425         *(decoded1++) = right;
1426     }
1427 }
1428
1429 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1430                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1431 {
1432     AVFrame *frame     = data;
1433     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1434     APEContext *s = avctx->priv_data;
1435     uint8_t *sample8;
1436     int16_t *sample16;
1437     int32_t *sample24;
1438     int i, ch, ret;
1439     int blockstodecode;
1440     uint64_t decoded_buffer_size;
1441
1442     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1443        check it just to make sure. */
1444     av_assert0(s->samples >= 0);
1445
1446     if(!s->samples){
1447         uint32_t nblocks, offset;
1448         int buf_size;
1449
1450         if (!avpkt->size) {
1451             *got_frame_ptr = 0;
1452             return 0;
1453         }
1454         if (avpkt->size < 8) {
1455             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1456             return AVERROR_INVALIDDATA;
1457         }
1458         buf_size = avpkt->size & ~3;
1459         if (buf_size != avpkt->size) {
1460             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1461                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1462         }
1463         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1464             buf_size += 2;
1465         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1466         if (!s->data)
1467             return AVERROR(ENOMEM);
1468         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1469                           buf_size >> 2);
1470         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1471         s->ptr = s->data;
1472         s->data_end = s->data + buf_size;
1473
1474         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1475         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1476         if (s->fileversion >= 3900) {
1477             if (offset > 3) {
1478                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1479                 av_freep(&s->data);
1480                 s->data_size = 0;
1481                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1482             }
1483             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1484                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1485                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1486             }
1487             s->ptr += offset;
1488         } else {
1489             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1490                 return ret;
1491             if (s->fileversion > 3800)
1492                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1493             else
1494                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1495         }
1496
1497         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX / 2 / sizeof(*s->decoded_buffer) - 8) {
1498             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1499                    nblocks);
1500             return AVERROR_INVALIDDATA;
1501         }
1502
1503         /* Initialize the frame decoder */
1504         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1505             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1506             return AVERROR_INVALIDDATA;
1507         }
1508         s->samples = nblocks;
1509     }
1510
1511     if (!s->data) {
1512         *got_frame_ptr = 0;
1513         return avpkt->size;
1514     }
1515
1516     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1517     // for old files coefficients were not interleaved,
1518     // so we need to decode all of them at once
1519     if (s->fileversion < 3930)
1520         blockstodecode = s->samples;
1521
1522     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1523     decoded_buffer_size = 2LL * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer);
1524     av_assert0(decoded_buffer_size <= INT_MAX);
1525
1526     /* get output buffer */
1527     frame->nb_samples = blockstodecode;
1528     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1529         s->samples=0;
1530         return ret;
1531     }
1532
1533     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size, decoded_buffer_size);
1534     if (!s->decoded_buffer)
1535         return AVERROR(ENOMEM);
1536     memset(s->decoded_buffer, 0, decoded_buffer_size);
1537     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1538     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1539
1540     s->error=0;
1541
1542     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1543         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1544     else
1545         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1546     emms_c();
1547
1548     if (s->error) {
1549         s->samples=0;
1550         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1551         return AVERROR_INVALIDDATA;
1552     }
1553
1554     switch (s->bps) {
1555     case 8:
1556         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1557             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1558             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1559                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1560         }
1561         break;
1562     case 16:
1563         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1564             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1565             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1566                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1567         }
1568         break;
1569     case 24:
1570         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1571             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1572             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1573                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] * 256;
1574         }
1575         break;
1576     }
1577
1578     s->samples -= blockstodecode;
1579
1580     *got_frame_ptr = 1;
1581
1582     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1583 }
1584
1585 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1586 {
1587     APEContext *s = avctx->priv_data;
1588     s->samples= 0;
1589 }
1590
1591 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1592 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1593 static const AVOption options[] = {
1594     { "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" },
1595     { "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" },
1596     { NULL},
1597 };
1598
1599 static const AVClass ape_decoder_class = {
1600     .class_name = "APE decoder",
1601     .item_name  = av_default_item_name,
1602     .option     = options,
1603     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1604 };
1605
1606 AVCodec ff_ape_decoder = {
1607     .name           = "ape",
1608     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1609     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1610     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1611     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1612     .init           = ape_decode_init,
1613     .close          = ape_decode_close,
1614     .decode         = ape_decode_frame,
1615     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DELAY |
1616                       AV_CODEC_CAP_DR1,
1617     .flush          = ape_flush,
1618     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1619                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1620                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1621                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1622     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1623 };