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         return AVERROR_INVALIDDATA;
 500     }
 501     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 502     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 503         rice->k--;
 504     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 505         rice->k++;
 506
 507     /* Convert to signed */
 508     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 509 }
 510
 511 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 512 {
 513     unsigned int x, overflow;
 514     int tmpk;
 515
 516     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 517
 518     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 519         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 520         overflow = 0;
 521     } else
 522         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 523
 524     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 525         if (tmpk > 23) {
 526             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 527             return AVERROR_INVALIDDATA;
 528         }
 529         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 530     } else if (tmpk <= 31) {
 531         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 532         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 533     } else {
 534         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 535         return AVERROR_INVALIDDATA;
 536     }
 537     x += overflow << tmpk;
 538
 539     update_rice(rice, x);
 540
 541     /* Convert to signed */
 542     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 543 }
 544
 545 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 546 {
 547     unsigned int x, overflow;
 548     int base, pivot;
 549
 550     pivot = rice->ksum >> 5;
 551     if (pivot == 0)
 552         pivot = 1;
 553
 554     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 555
 556     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 557         overflow  = (unsigned)range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 558         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 559     }
 560
 561     if (pivot < 0x10000) {
 562         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 563         range_decode_update(ctx, 1, base);
 564     } else {
 565         int base_hi = pivot, base_lo;
 566         int bbits = 0;
 567
 568         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 569             base_hi >>= 1;
 570             bbits++;
 571         }
 572         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 573         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 574         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 575         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 576
 577         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 578     }
 579
 580     x = base + overflow * pivot;
 581
 582     update_rice(rice, x);
 583
 584     /* Convert to signed */
 585     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 586 }
 587
 588 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 589                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 590 {
 591     int i;
 592     unsigned ksummax, ksummin;
 593
 594     rice->ksum = 0;
 595     for (i = 0; i < FFMIN(blockstodecode, 5); i++) {
 596         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 597         rice->ksum += out[i];
 598     }
 599     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 600     if (rice->k >= 24)
 601         return;
 602     for (; i < FFMIN(blockstodecode, 64); i++) {
 603         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 604         rice->ksum += out[i];
 605         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 606         if (rice->k >= 24)
 607             return;
 608     }
 609     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 610     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 611     for (; i < blockstodecode; i++) {
 612         if (get_bits_left(&ctx->gb) < 1) {
 613             ctx->error = 1;
 614             return ;
 615         }
 616         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 617         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 618         while (rice->ksum < ksummin) {
 619             rice->k--;
 620             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 621             ksummax >>= 1;
 622         }
 623         while (rice->ksum >= ksummax) {
 624             rice->k++;
 625             if (rice->k > 24)
 626                 return;
 627             ksummax <<= 1;
 628             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 629         }
 630     }
 631
 632     for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
 633         out[i] = ((out[i] >> 1) ^ ((out[i] & 1) - 1)) + 1;
 634 }
 635
 636 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 637 {
 638     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 639                       blockstodecode);
 640 }
 641
 642 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 643 {
 644     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 645                       blockstodecode);
 646     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 647                       blockstodecode);
 648 }
 649
 650 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 651 {
 652     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 653
 654     while (blockstodecode--)
 655         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 656 }
 657
 658 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 659 {
 660     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 661     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 662     int blocks = blockstodecode;
 663
 664     while (blockstodecode--)
 665         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 666     while (blocks--)
 667         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 668 }
 669
 670 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 671 {
 672     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 673
 674     while (blockstodecode--)
 675         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 676 }
 677
 678 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 679 {
 680     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 681     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 682     int blocks = blockstodecode;
 683
 684     while (blockstodecode--)
 685         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 686     range_dec_normalize(ctx);
 687     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 688     ctx->ptr -= 1;
 689     range_start_decoding(ctx);
 690     while (blocks--)
 691         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 692 }
 693
 694 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 695 {
 696     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 697     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 698
 699     while (blockstodecode--) {
 700         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 701         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 702     }
 703 }
 704
 705 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 706 {
 707     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 708
 709     while (blockstodecode--)
 710         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 711 }
 712
 713 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 714 {
 715     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 716     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 717
 718     while (blockstodecode--) {
 719         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 720         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 721     }
 722 }
 723
 724 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 725 {
 726     /* Read the CRC */
 727     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 728         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 729             return AVERROR_INVALIDDATA;
 730         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 731     } else {
 732         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 733     }
 734
 735     /* Read the frame flags if they exist */
 736     ctx->frameflags = 0;
 737     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 738         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 739
 740         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 741             return AVERROR_INVALIDDATA;
 742         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 743     }
 744
 745     /* Initialize the rice structs */
 746     ctx->riceX.k = 10;
 747     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 748     ctx->riceY.k = 10;
 749     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 750
 751     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 752         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 753         ctx->ptr++;
 754
 755         range_start_decoding(ctx);
 756     }
 757
 758     return 0;
 759 }
 760
 761 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 762     375,
 763 };
 764
 765 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 766     64, 115, 64,
 767 };
 768
 769 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 770     740, 0
 771 };
 772
 773 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 774     360, 317, -109, 98
 775 };
 776
 777 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 778 {
 779     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 780
 781     /* Zero the history buffers */
 782     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 783     p->buf = p->historybuffer;
 784
 785     /* Initialize and zero the coefficients */
 786     if (ctx->fileversion < 3930) {
 787         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 788             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 789                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 790             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 791                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 792         } else {
 793             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 794                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 795             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 796                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 797         }
 798     } else {
 799         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 800         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 801     }
 802     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 803     if (ctx->fileversion < 3930) {
 804         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 805                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 806         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 807                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 808     }
 809
 810     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 811     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 812     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 813
 814     p->sample_pos = 0;
 815 }
 816
 817 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 818 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 819     return (x < 0) - (x > 0);
 820 }
 821
 822 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 823                                              const int decoded, const int filter,
 824                                              const int delayA)
 825 {
 826     int32_t predictionA;
 827
 828     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 829     if (p->sample_pos < 3) {
 830         p->lastA[filter]   = decoded;
 831         p->filterA[filter] = decoded;
 832         return decoded;
 833     }
 834
 835     predictionA = p->buf[delayA] * 2U - p->buf[delayA - 1];
 836     p->lastA[filter] = decoded + ((int32_t)(predictionA  * p->coeffsA[filter][0]) >> 9);
 837
 838     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 839         p->coeffsA[filter][0]++;
 840     else
 841         p->coeffsA[filter][0]--;
 842
 843     p->filterA[filter] += (unsigned)p->lastA[filter];
 844
 845     return p->filterA[filter];
 846 }
 847
 848 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 849                                         const unsigned decoded, const int filter,
 850                                         const int delayA,  const int delayB,
 851                                         const int start,   const int shift)
 852 {
 853     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 854     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 855
 856     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 857     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 858     if (p->sample_pos < start) {
 859         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 860         p->lastA[filter]   = decoded;
 861         p->filterB[filter] = decoded;
 862         p->filterA[filter] = predictionA;
 863         return predictionA;
 864     }
 865     d2 =  p->buf[delayA];
 866     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) * 2U;
 867     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) * 8U);
 868     d3 =  p->buf[delayB] * 2U - p->buf[delayB - 1];
 869     d4 =  p->buf[delayB];
 870
 871     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 872                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 873                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 874
 875     sign = APESIGN(decoded);
 876     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 877     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 878     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 879
 880     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 881                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 882     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 883     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 884     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 885     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 886
 887     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 888     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
 889
 890     return p->filterA[filter];
 891 }
 892
 893 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift, int length)
 894 {
 895     int i, j;
 896     int32_t dotprod, sign;
 897     int32_t coeffs[256], delay[256];
 898
 899     if (order >= length)
 900         return;
 901
 902     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 903     for (i = 0; i < order; i++)
 904         delay[i] = buffer[i];
 905     for (i = order; i < length; i++) {
 906         dotprod = 0;
 907         sign = APESIGN(buffer[i]);
 908         for (j = 0; j < order; j++) {
 909             dotprod += delay[j] * (unsigned)coeffs[j];
 910             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 911         }
 912         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 913         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 914             delay[j] = delay[j + 1];
 915         delay[order - 1] = buffer[i];
 916     }
 917 }
 918
 919 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 920 {
 921     int i, j;
 922     int32_t dotprod, sign;
 923     int32_t coeffs[8] = { 0 }, delay[8] = { 0 };
 924
 925     for (i = 0; i < length; i++) {
 926         dotprod = 0;
 927         sign = APESIGN(buffer[i]);
 928         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 929             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 930             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 931         }
 932         for (j = 7; j > 0; j--)
 933             delay[j] = delay[j - 1];
 934         delay[0] = buffer[i];
 935         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 936     }
 937 }
 938
 939 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 940 {
 941     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 942     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 943     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 944     int start = 4, shift = 10;
 945
 946     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 947         start = 16;
 948         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
 949         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, count);
 950     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 951         int order = 128, shift2 = 11;
 952
 953         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 954             order <<= 1;
 955             shift++;
 956             shift2++;
 957             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 958             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 959         }
 960         start = order;
 961         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
 962         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, count);
 963     }
 964
 965     while (count--) {
 966         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 967         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 968             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 969             decoded0++;
 970             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 971             decoded1++;
 972         } else {
 973             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 974                                     start, shift);
 975             decoded0++;
 976             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 977                                     start, shift);
 978             decoded1++;
 979         }
 980
 981         /* Combined */
 982         p->buf++;
 983         p->sample_pos++;
 984
 985         /* Have we filled the history buffer? */
 986         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 987             memmove(p->historybuffer, p->buf,
 988                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 989             p->buf = p->historybuffer;
 990         }
 991     }
 992 }
 993
 994 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
 995 {
 996     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 997     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 998     int start = 4, shift = 10;
 999
1000     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1001         start = 16;
1002         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
1003     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1004         int order = 128, shift2 = 11;
1005
1006         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1007             order <<= 1;
1008             shift++;
1009             shift2++;
1010             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1011         }
1012         start = order;
1013         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1014     }
1015
1016     while (count--) {
1017         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1018             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1019             decoded0++;
1020         } else {
1021             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1022                                     start, shift);
1023             decoded0++;
1024         }
1025
1026         /* Combined */
1027         p->buf++;
1028         p->sample_pos++;
1029
1030         /* Have we filled the history buffer? */
1031         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1032             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1033                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1034             p->buf = p->historybuffer;
1035         }
1036     }
1037 }
1038
1039 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1040                                                   const int decoded, const int filter,
1041                                                   const int delayA)
1042 {
1043     int32_t predictionA, sign;
1044     int32_t d0, d1, d2, d3;
1045
1046     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1047     d0 = p->buf[delayA    ];
1048     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1049     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1050     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1051
1052     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1053                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1054                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1055                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1056
1057     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1058     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1059
1060     sign = APESIGN(decoded);
1061     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1062     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1063     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1064     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1065
1066     return p->filterA[filter];
1067 }
1068
1069 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1070 {
1071     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1072     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1073     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1074
1075     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1076
1077     while (count--) {
1078         /* Predictor Y */
1079         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1080         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1081         decoded0++;
1082         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1083         decoded1++;
1084
1085         /* Combined */
1086         p->buf++;
1087
1088         /* Have we filled the history buffer? */
1089         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1090             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1091                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1092             p->buf = p->historybuffer;
1093         }
1094     }
1095 }
1096
1097 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1098 {
1099     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1100     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1101
1102     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1103
1104     while (count--) {
1105         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1106         decoded0++;
1107
1108         p->buf++;
1109
1110         /* Have we filled the history buffer? */
1111         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1112             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1113                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1114             p->buf = p->historybuffer;
1115         }
1116     }
1117 }
1118
1119 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1120                                                     const int decoded, const int filter,
1121                                                     const int delayA,  const int delayB,
1122                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1123 {
1124     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1125
1126     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1127     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1128     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - (unsigned)p->buf[delayA - 1];
1129     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1130
1131     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1132                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1133                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1134                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1135
1136     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1137     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((int)(p->filterB[filter] * 31U) >> 5);
1138     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1139     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - (unsigned)p->buf[delayB - 1];
1140     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1141     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1142
1143     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1144                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1145                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1146                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1147                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1148
1149     p->lastA[filter] = decoded + ((int)((unsigned)predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1150     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1151
1152     sign = APESIGN(decoded);
1153     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1154     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1155     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1156     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1157     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1158     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1159     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1160     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1161     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1162
1163     return p->filterA[filter];
1164 }
1165
1166 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1167 {
1168     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1169     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1170     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1171
1172     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1173
1174     while (count--) {
1175         /* Predictor Y */
1176         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1177                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1178         decoded0++;
1179         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1180                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1181         decoded1++;
1182
1183         /* Combined */
1184         p->buf++;
1185
1186         /* Have we filled the history buffer? */
1187         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1188             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1189                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1190             p->buf = p->historybuffer;
1191         }
1192     }
1193 }
1194
1195 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1196 {
1197     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1198     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1199     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1200
1201     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1202
1203     currentA = p->lastA[0];
1204
1205     while (count--) {
1206         A = *decoded0;
1207
1208         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1209         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1210
1211         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1212                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1213                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1214                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1215
1216         currentA = A + (predictionA >> 10);
1217
1218         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1219         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1220
1221         sign = APESIGN(A);
1222         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1223         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1224         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1225         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1226
1227         p->buf++;
1228
1229         /* Have we filled the history buffer? */
1230         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1231             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1232                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1233             p->buf = p->historybuffer;
1234         }
1235
1236         p->filterA[0] = currentA + ((int)(p->filterA[0] * 31U) >> 5);
1237         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1238     }
1239
1240     p->lastA[0] = currentA;
1241 }
1242
1243 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1244 {
1245     f->coeffs = buf;
1246     f->historybuffer = buf + order;
1247     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1248     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1249
1250     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1251     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1252     f->avg = 0;
1253 }
1254
1255 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1256 {
1257     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1258     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1259 }
1260
1261 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1262                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1263 {
1264     int res;
1265     int absres;
1266
1267     while (count--) {
1268         /* round fixedpoint scalar product */
1269         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1270                                                      f->delay - order,
1271                                                      f->adaptcoeffs - order,
1272                                                      order, APESIGN(*data));
1273         res = (int)(res + (1U << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1274         res += *data;
1275         *data++ = res;
1276
1277         /* Update the output history */
1278         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1279
1280         if (version < 3980) {
1281             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1282             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1283             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1284             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1285         } else {
1286             /* Version 3.98 and later files */
1287
1288             /* Update the adaption coefficients */
1289             absres = res < 0 ? -(unsigned)res : res;
1290             if (absres)
1291                 *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) *
1292                                   (8 << ((absres > f->avg * 3) + (absres > f->avg * 4 / 3)));
1293                 /* equivalent to the following code
1294                     if (absres <= f->avg * 4 / 3)
1295                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 8;
1296                     else if (absres <= f->avg * 3)
1297                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 16;
1298                     else
1299                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 32;
1300                 */
1301             else
1302                 *f->adaptcoeffs = 0;
1303
1304             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1305
1306             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1307             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1308             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1309         }
1310
1311         f->adaptcoeffs++;
1312
1313         /* Have we filled the history buffer? */
1314         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1315             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1316                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1317             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1318             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1319         }
1320     }
1321 }
1322
1323 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1324                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1325                          int count, int order, int fracbits)
1326 {
1327     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1328     if (data1)
1329         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1330 }
1331
1332 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1333                               int32_t *decoded1, int count)
1334 {
1335     int i;
1336
1337     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1338         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1339             break;
1340         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1341                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1342                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1343     }
1344 }
1345
1346 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1347 {
1348     int i, ret;
1349     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1350         return ret;
1351     init_predictor_decoder(ctx);
1352
1353     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1354         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1355             break;
1356         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1357                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1358     }
1359     return 0;
1360 }
1361
1362 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1363 {
1364     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1365         /* We are pure silence, so we're done. */
1366         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1367         return;
1368     }
1369
1370     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1371     if (ctx->error)
1372         return;
1373
1374     /* Now apply the predictor decoding */
1375     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1376
1377     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1378     if (ctx->channels == 2) {
1379         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1380     }
1381 }
1382
1383 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1384 {
1385     unsigned left, right;
1386     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1387     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1388
1389     if ((ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) == APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1390         /* We are pure silence, so we're done. */
1391         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1392         return;
1393     }
1394
1395     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1396     if (ctx->error)
1397         return;
1398
1399     /* Now apply the predictor decoding */
1400     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1401
1402     /* Decorrelate and scale to output depth */
1403     while (count--) {
1404         left = *decoded1 - (unsigned)(*decoded0 / 2);
1405         right = left + *decoded0;
1406
1407         *(decoded0++) = left;
1408         *(decoded1++) = right;
1409     }
1410 }
1411
1412 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1413                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1414 {
1415     AVFrame *frame     = data;
1416     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1417     APEContext *s = avctx->priv_data;
1418     uint8_t *sample8;
1419     int16_t *sample16;
1420     int32_t *sample24;
1421     int i, ch, ret;
1422     int blockstodecode;
1423     uint64_t decoded_buffer_size;
1424
1425     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1426        check it just to make sure. */
1427     av_assert0(s->samples >= 0);
1428
1429     if(!s->samples){
1430         uint32_t nblocks, offset;
1431         int buf_size;
1432
1433         if (!avpkt->size) {
1434             *got_frame_ptr = 0;
1435             return 0;
1436         }
1437         if (avpkt->size < 8) {
1438             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1439             return AVERROR_INVALIDDATA;
1440         }
1441         buf_size = avpkt->size & ~3;
1442         if (buf_size != avpkt->size) {
1443             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1444                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1445         }
1446         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1447             buf_size += 2;
1448         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1449         if (!s->data)
1450             return AVERROR(ENOMEM);
1451         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1452                           buf_size >> 2);
1453         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1454         s->ptr = s->data;
1455         s->data_end = s->data + buf_size;
1456
1457         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1458         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1459         if (s->fileversion >= 3900) {
1460             if (offset > 3) {
1461                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1462                 av_freep(&s->data);
1463                 s->data_size = 0;
1464                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1465             }
1466             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1467                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1468                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1469             }
1470             s->ptr += offset;
1471         } else {
1472             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1473                 return ret;
1474             if (s->fileversion > 3800)
1475                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1476             else
1477                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1478         }
1479
1480         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX / 2 / sizeof(*s->decoded_buffer) - 8) {
1481             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1482                    nblocks);
1483             return AVERROR_INVALIDDATA;
1484         }
1485
1486         /* Initialize the frame decoder */
1487         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1488             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1489             return AVERROR_INVALIDDATA;
1490         }
1491         s->samples = nblocks;
1492     }
1493
1494     if (!s->data) {
1495         *got_frame_ptr = 0;
1496         return avpkt->size;
1497     }
1498
1499     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1500     // for old files coefficients were not interleaved,
1501     // so we need to decode all of them at once
1502     if (s->fileversion < 3930)
1503         blockstodecode = s->samples;
1504
1505     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1506     decoded_buffer_size = 2LL * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer);
1507     av_assert0(decoded_buffer_size <= INT_MAX);
1508
1509     /* get output buffer */
1510     frame->nb_samples = blockstodecode;
1511     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1512         s->samples=0;
1513         return ret;
1514     }
1515
1516     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size, decoded_buffer_size);
1517     if (!s->decoded_buffer)
1518         return AVERROR(ENOMEM);
1519     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1520     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1521     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1522
1523     s->error=0;
1524
1525     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1526         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1527     else
1528         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1529     emms_c();
1530
1531     if (s->error) {
1532         s->samples=0;
1533         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1534         return AVERROR_INVALIDDATA;
1535     }
1536
1537     switch (s->bps) {
1538     case 8:
1539         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1540             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1541             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1542                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1543         }
1544         break;
1545     case 16:
1546         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1547             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1548             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1549                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1550         }
1551         break;
1552     case 24:
1553         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1554             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1555             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1556                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1557         }
1558         break;
1559     }
1560
1561     s->samples -= blockstodecode;
1562
1563     *got_frame_ptr = 1;
1564
1565     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1566 }
1567
1568 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1569 {
1570     APEContext *s = avctx->priv_data;
1571     s->samples= 0;
1572 }
1573
1574 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1575 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1576 static const AVOption options[] = {
1577     { "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" },
1578     { "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" },
1579     { NULL},
1580 };
1581
1582 static const AVClass ape_decoder_class = {
1583     .class_name = "APE decoder",
1584     .item_name  = av_default_item_name,
1585     .option     = options,
1586     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1587 };
1588
1589 AVCodec ff_ape_decoder = {
1590     .name           = "ape",
1591     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1592     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1593     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1594     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1595     .init           = ape_decode_init,
1596     .close          = ape_decode_close,
1597     .decode         = ape_decode_frame,
1598     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DELAY |
1599                       AV_CODEC_CAP_DR1,
1600     .flush          = ape_flush,
1601     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1602                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1603                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1604                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1605     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1606 };