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

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