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 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "dsputil.h"
  26 #include "bitstream.h"
  27 #include "bytestream.h"
  28
  29 /**
  30  * @file apedec.c
  31  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  32  */
  33
  34 #define BLOCKS_PER_LOOP     4608
  35 #define MAX_CHANNELS        2
  36 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  37
  38 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  39 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  40 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  41
  42 #define HISTORY_SIZE 512
  43 #define PREDICTOR_ORDER 8
  44 /** Total size of all predictor histories */
  45 #define PREDICTOR_SIZE 50
  46
  47 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  48 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  49 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  50 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  51
  52 #define YADAPTCOEFFSA 18
  53 #define XADAPTCOEFFSA 14
  54 #define YADAPTCOEFFSB 10
  55 #define XADAPTCOEFFSB 5
  56
  57 /**
  58  * Possible compression levels
  59  * @{
  60  */
  61 enum APECompressionLevel {
  62     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  63     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  64     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  65     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  66     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  67 };
  68 /** @} */
  69
  70 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  71
  72 /** Filter orders depending on compression level */
  73 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  74     {  0,   0,    0 },
  75     { 16,   0,    0 },
  76     { 64,   0,    0 },
  77     { 32, 256,    0 },
  78     { 16, 256, 1280 }
  79 };
  80
  81 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  82 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  83     {  0,  0,  0 },
  84     { 11,  0,  0 },
  85     { 11,  0,  0 },
  86     { 10, 13,  0 },
  87     { 11, 13, 15 }
  88 };
  89
  90
  91 /** Filters applied to the decoded data */
  92 typedef struct APEFilter {
  93     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  94     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
  95     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
  96     int16_t *delay;         ///< filtered values
  97
  98     int avg;
  99 } APEFilter;
 100
 101 typedef struct APERice {
 102     uint32_t k;
 103     uint32_t ksum;
 104 } APERice;
 105
 106 typedef struct APERangecoder {
 107     uint32_t low;           ///< low end of interval
 108     uint32_t range;         ///< length of interval
 109     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 110     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 111 } APERangecoder;
 112
 113 /** Filter histories */
 114 typedef struct APEPredictor {
 115     int32_t *buf;
 116
 117     int32_t lastA[2];
 118
 119     int32_t filterA[2];
 120     int32_t filterB[2];
 121
 122     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 123     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 124     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 125 } APEPredictor;
 126
 127 /** Decoder context */
 128 typedef struct APEContext {
 129     AVCodecContext *avctx;
 130     DSPContext dsp;
 131     int channels;
 132     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 133
 134     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 135     int compression_level;                   ///< compression levels
 136     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 137     int flags;                               ///< global decoder flags
 138
 139     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 140     int frameflags;                          ///< frame flags
 141     int currentframeblocks;                  ///< samples (per channel) in current frame
 142     int blocksdecoded;                       ///< count of decoded samples in current frame
 143     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 144
 145     int32_t decoded0[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the first channel
 146     int32_t decoded1[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the second channel
 147
 148     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 149
 150     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 151     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 152     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 153     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 154
 155     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 156     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 157     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 158     const uint8_t *last_ptr;                 ///< position where last 4608-sample block ended
 159
 160     int error;
 161 } APEContext;
 162
 163 // TODO: dsputilize
 164
 165 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext * avctx)
 166 {
 167     APEContext *s = avctx->priv_data;
 168     int i;
 169
 170     if (avctx->extradata_size != 6) {
 171         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 172         return -1;
 173     }
 174     if (avctx->bits_per_coded_sample != 16) {
 175         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 16-bit samples are supported\n");
 176         return -1;
 177     }
 178     if (avctx->channels > 2) {
 179         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 180         return -1;
 181     }
 182     s->avctx             = avctx;
 183     s->channels          = avctx->channels;
 184     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 185     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 186     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 187
 188     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n", s->compression_level, s->flags);
 189     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE) {
 190         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n", s->compression_level);
 191         return -1;
 192     }
 193     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 194     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 195         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 196             break;
 197         s->filterbuf[i] = av_malloc((ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4);
 198     }
 199
 200     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 201     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
 202     return 0;
 203 }
 204
 205 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext * avctx)
 206 {
 207     APEContext *s = avctx->priv_data;
 208     int i;
 209
 210     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 211         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 212
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 /**
 217  * @defgroup rangecoder APE range decoder
 218  * @{
 219  */
 220
 221 #define CODE_BITS    32
 222 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 223 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 224 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 225 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 226
 227 /** Start the decoder */
 228 static inline void range_start_decoding(APEContext * ctx)
 229 {
 230     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 231     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 232     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 233 }
 234
 235 /** Perform normalization */
 236 static inline void range_dec_normalize(APEContext * ctx)
 237 {
 238     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 239         ctx->rc.buffer <<= 8;
 240         if(ctx->ptr < ctx->data_end)
 241             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 242         ctx->ptr++;
 243         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 244         ctx->rc.range  <<= 8;
 245     }
 246 }
 247
 248 /**
 249  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 250  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 251  * @return the culmulative frequency
 252  */
 253 static inline int range_decode_culfreq(APEContext * ctx, int tot_f)
 254 {
 255     range_dec_normalize(ctx);
 256     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 257     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 258 }
 259
 260 /**
 261  * Decode value with given size in bits
 262  * @param shift number of bits to decode
 263  */
 264 static inline int range_decode_culshift(APEContext * ctx, int shift)
 265 {
 266     range_dec_normalize(ctx);
 267     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 268     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 269 }
 270
 271
 272 /**
 273  * Update decoding state
 274  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 275  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 276  */
 277 static inline void range_decode_update(APEContext * ctx, int sy_f, int lt_f)
 278 {
 279     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 280     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 281 }
 282
 283 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 284 static inline int range_decode_bits(APEContext * ctx, int n)
 285 {
 286     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 287     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 288     return sym;
 289 }
 290
 291
 292 #define MODEL_ELEMENTS 64
 293
 294 /**
 295  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 296  */
 297 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 298         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 299     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 300     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 301 };
 302
 303 /**
 304  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 305  */
 306 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 307     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 308     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 309     19, 11, 7, 4, 2,
 310 };
 311
 312 /**
 313  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 314  */
 315 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 316         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 317     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 318     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 319 };
 320
 321 /**
 322  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 323  */
 324 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 325     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 326     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 327     3, 2, 1, 1, 1,
 328 };
 329
 330 /**
 331  * Decode symbol
 332  * @param counts probability range start position
 333  * @param count_diffs probability range widths
 334  */
 335 static inline int range_get_symbol(APEContext * ctx,
 336                                    const uint16_t counts[],
 337                                    const uint16_t counts_diff[])
 338 {
 339     int symbol, cf;
 340
 341     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 342
 343     if(cf > 65492){
 344         symbol= cf - 65535 + 63;
 345         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 346         if(cf > 65535)
 347             ctx->error=1;
 348         return symbol;
 349     }
 350     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 351     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 352
 353     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 354
 355     return symbol;
 356 }
 357 /** @} */ // group rangecoder
 358
 359 static inline void update_rice(APERice *rice, int x)
 360 {
 361     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 362     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 363
 364     if (rice->ksum < lim)
 365         rice->k--;
 366     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 367         rice->k++;
 368 }
 369
 370 static inline int ape_decode_value(APEContext * ctx, APERice *rice)
 371 {
 372     int x, overflow;
 373
 374     if (ctx->fileversion < 3990) {
 375         int tmpk;
 376
 377         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 378
 379         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 380             tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 381             overflow = 0;
 382         } else
 383             tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 384
 385         if (tmpk <= 16)
 386             x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 387         else {
 388             x = range_decode_bits(ctx, 16);
 389             x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 390         }
 391         x += overflow << tmpk;
 392     } else {
 393         int base, pivot;
 394
 395         pivot = rice->ksum >> 5;
 396         if (pivot == 0)
 397             pivot = 1;
 398
 399         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 400
 401         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 402             overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 403             overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 404         }
 405
 406         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 407         range_decode_update(ctx, 1, base);
 408
 409         x = base + overflow * pivot;
 410     }
 411
 412     update_rice(rice, x);
 413
 414     /* Convert to signed */
 415     if (x & 1)
 416         return (x >> 1) + 1;
 417     else
 418         return -(x >> 1);
 419 }
 420
 421 static void entropy_decode(APEContext * ctx, int blockstodecode, int stereo)
 422 {
 423     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 424     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 425
 426     ctx->blocksdecoded = blockstodecode;
 427
 428     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 429         /* We are pure silence, just memset the output buffer. */
 430         memset(decoded0, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
 431         memset(decoded1, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
 432     } else {
 433         while (blockstodecode--) {
 434             *decoded0++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceY);
 435             if (stereo)
 436                 *decoded1++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceX);
 437         }
 438     }
 439
 440     if (ctx->blocksdecoded == ctx->currentframeblocks)
 441         range_dec_normalize(ctx);   /* normalize to use up all bytes */
 442 }
 443
 444 static void init_entropy_decoder(APEContext * ctx)
 445 {
 446     /* Read the CRC */
 447     ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 448
 449     /* Read the frame flags if they exist */
 450     ctx->frameflags = 0;
 451     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 452         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 453
 454         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 455     }
 456
 457     /* Keep a count of the blocks decoded in this frame */
 458     ctx->blocksdecoded = 0;
 459
 460     /* Initialize the rice structs */
 461     ctx->riceX.k = 10;
 462     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 463     ctx->riceY.k = 10;
 464     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 465
 466     /* The first 8 bits of input are ignored. */
 467     ctx->ptr++;
 468
 469     range_start_decoding(ctx);
 470 }
 471
 472 static const int32_t initial_coeffs[4] = {
 473     360, 317, -109, 98
 474 };
 475
 476 static void init_predictor_decoder(APEContext * ctx)
 477 {
 478     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 479
 480     /* Zero the history buffers */
 481     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 482     p->buf = p->historybuffer;
 483
 484     /* Initialize and zero the coefficients */
 485     memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
 486     memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
 487     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 488
 489     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 490     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 491     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 492 }
 493
 494 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 495 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 496     return (x < 0) - (x > 0);
 497 }
 498
 499 static int predictor_update_filter(APEPredictor *p, const int decoded, const int filter, const int delayA, const int delayB, const int adaptA, const int adaptB)
 500 {
 501     int32_t predictionA, predictionB;
 502
 503     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
 504     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
 505     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
 506     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
 507
 508     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
 509                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
 510                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
 511                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
 512
 513     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
 514     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
 515     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
 516     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
 517     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
 518     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
 519
 520     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
 521                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
 522                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
 523                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
 524                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
 525
 526     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
 527     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 528
 529     if (!decoded) // no need updating filter coefficients
 530         return p->filterA[filter];
 531
 532     if (decoded > 0) {
 533         p->coeffsA[filter][0] -= p->buf[adaptA    ];
 534         p->coeffsA[filter][1] -= p->buf[adaptA - 1];
 535         p->coeffsA[filter][2] -= p->buf[adaptA - 2];
 536         p->coeffsA[filter][3] -= p->buf[adaptA - 3];
 537
 538         p->coeffsB[filter][0] -= p->buf[adaptB    ];
 539         p->coeffsB[filter][1] -= p->buf[adaptB - 1];
 540         p->coeffsB[filter][2] -= p->buf[adaptB - 2];
 541         p->coeffsB[filter][3] -= p->buf[adaptB - 3];
 542         p->coeffsB[filter][4] -= p->buf[adaptB - 4];
 543     } else {
 544         p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ];
 545         p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1];
 546         p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2];
 547         p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3];
 548
 549         p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ];
 550         p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1];
 551         p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2];
 552         p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3];
 553         p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4];
 554     }
 555     return p->filterA[filter];
 556 }
 557
 558 static void predictor_decode_stereo(APEContext * ctx, int count)
 559 {
 560     int32_t predictionA, predictionB;
 561     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 562     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 563     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 564
 565     while (count--) {
 566         /* Predictor Y */
 567         predictionA = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB, YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
 568         predictionB = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB, XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
 569         *(decoded0++) = predictionA;
 570         *(decoded1++) = predictionB;
 571
 572         /* Combined */
 573         p->buf++;
 574
 575         /* Have we filled the history buffer? */
 576         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 577             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 578             p->buf = p->historybuffer;
 579         }
 580     }
 581 }
 582
 583 static void predictor_decode_mono(APEContext * ctx, int count)
 584 {
 585     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 586     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 587     int32_t predictionA, currentA, A;
 588
 589     currentA = p->lastA[0];
 590
 591     while (count--) {
 592         A = *decoded0;
 593
 594         p->buf[YDELAYA] = currentA;
 595         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
 596
 597         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
 598                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
 599                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
 600                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
 601
 602         currentA = A + (predictionA >> 10);
 603
 604         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
 605         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
 606
 607         if (A > 0) {
 608             p->coeffsA[0][0] -= p->buf[YADAPTCOEFFSA    ];
 609             p->coeffsA[0][1] -= p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1];
 610             p->coeffsA[0][2] -= p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2];
 611             p->coeffsA[0][3] -= p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3];
 612         } else if (A < 0) {
 613             p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ];
 614             p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1];
 615             p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2];
 616             p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3];
 617         }
 618
 619         p->buf++;
 620
 621         /* Have we filled the history buffer? */
 622         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 623             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 624             p->buf = p->historybuffer;
 625         }
 626
 627         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
 628         *(decoded0++) = p->filterA[0];
 629     }
 630
 631     p->lastA[0] = currentA;
 632 }
 633
 634 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t * buf, int order)
 635 {
 636     f->coeffs = buf;
 637     f->historybuffer = buf + order;
 638     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
 639     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
 640
 641     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(int16_t));
 642     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(int16_t));
 643     f->avg = 0;
 644 }
 645
 646 static void init_filter(APEContext * ctx, APEFilter *f, int16_t * buf, int order)
 647 {
 648     do_init_filter(&f[0], buf, order);
 649     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
 650 }
 651
 652 static inline void do_apply_filter(APEContext * ctx, int version, APEFilter *f, int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
 653 {
 654     int res;
 655     int absres;
 656
 657     while (count--) {
 658         /* round fixedpoint scalar product */
 659         res = (ctx->dsp.scalarproduct_int16(f->delay - order, f->coeffs, order, 0) + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
 660
 661         if (*data < 0)
 662             ctx->dsp.add_int16(f->coeffs, f->adaptcoeffs - order, order);
 663         else if (*data > 0)
 664             ctx->dsp.sub_int16(f->coeffs, f->adaptcoeffs - order, order);
 665
 666         res += *data;
 667
 668         *data++ = res;
 669
 670         /* Update the output history */
 671         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
 672
 673         if (version < 3980) {
 674             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
 675             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
 676             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
 677             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
 678         } else {
 679             /* Version 3.98 and later files */
 680
 681             /* Update the adaption coefficients */
 682             absres = (res < 0 ? -res : res);
 683
 684             if (absres > (f->avg * 3))
 685                 *f->adaptcoeffs = ((res >> 25) & 64) - 32;
 686             else if (absres > (f->avg * 4) / 3)
 687                 *f->adaptcoeffs = ((res >> 26) & 32) - 16;
 688             else if (absres > 0)
 689                 *f->adaptcoeffs = ((res >> 27) & 16) - 8;
 690             else
 691                 *f->adaptcoeffs = 0;
 692
 693             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
 694
 695             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
 696             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
 697             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
 698         }
 699
 700         f->adaptcoeffs++;
 701
 702         /* Have we filled the history buffer? */
 703         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
 704             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
 705                     (order * 2) * sizeof(int16_t));
 706             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
 707             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
 708         }
 709     }
 710 }
 711
 712 static void apply_filter(APEContext * ctx, APEFilter *f,
 713                          int32_t * data0, int32_t * data1,
 714                          int count, int order, int fracbits)
 715 {
 716     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
 717     if (data1)
 718         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
 719 }
 720
 721 static void ape_apply_filters(APEContext * ctx, int32_t * decoded0,
 722                               int32_t * decoded1, int count)
 723 {
 724     int i;
 725
 726     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 727         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
 728             break;
 729         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count, ape_filter_orders[ctx->fset][i], ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
 730     }
 731 }
 732
 733 static void init_frame_decoder(APEContext * ctx)
 734 {
 735     int i;
 736     init_entropy_decoder(ctx);
 737     init_predictor_decoder(ctx);
 738
 739     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 740         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
 741             break;
 742         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i], ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
 743     }
 744 }
 745
 746 static void ape_unpack_mono(APEContext * ctx, int count)
 747 {
 748     int32_t left;
 749     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 750     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 751
 752     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 753         entropy_decode(ctx, count, 0);
 754         /* We are pure silence, so we're done. */
 755         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
 756         return;
 757     }
 758
 759     entropy_decode(ctx, count, 0);
 760     ape_apply_filters(ctx, decoded0, NULL, count);
 761
 762     /* Now apply the predictor decoding */
 763     predictor_decode_mono(ctx, count);
 764
 765     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
 766     if (ctx->channels == 2) {
 767         while (count--) {
 768             left = *decoded0;
 769             *(decoded1++) = *(decoded0++) = left;
 770         }
 771     }
 772 }
 773
 774 static void ape_unpack_stereo(APEContext * ctx, int count)
 775 {
 776     int32_t left, right;
 777     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 778     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 779
 780     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 781         /* We are pure silence, so we're done. */
 782         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
 783         return;
 784     }
 785
 786     entropy_decode(ctx, count, 1);
 787     ape_apply_filters(ctx, decoded0, decoded1, count);
 788
 789     /* Now apply the predictor decoding */
 790     predictor_decode_stereo(ctx, count);
 791
 792     /* Decorrelate and scale to output depth */
 793     while (count--) {
 794         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
 795         right = left + *decoded0;
 796
 797         *(decoded0++) = left;
 798         *(decoded1++) = right;
 799     }
 800 }
 801
 802 static int ape_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
 803                             void *data, int *data_size,
 804                             const uint8_t * buf, int buf_size)
 805 {
 806     APEContext *s = avctx->priv_data;
 807     int16_t *samples = data;
 808     int nblocks;
 809     int i, n;
 810     int blockstodecode;
 811     int bytes_used;
 812
 813     if (buf_size == 0 && !s->samples) {
 814         *data_size = 0;
 815         return 0;
 816     }
 817
 818     /* should not happen but who knows */
 819     if (BLOCKS_PER_LOOP * 2 * avctx->channels > *data_size) {
 820         av_log (avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet size is too big to be handled in lavc! (max is %d where you have %d)\n", *data_size, s->samples * 2 * avctx->channels);
 821         return -1;
 822     }
 823
 824     if(!s->samples){
 825         s->data = av_realloc(s->data, (buf_size + 3) & ~3);
 826         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
 827         s->ptr = s->last_ptr = s->data;
 828         s->data_end = s->data + buf_size;
 829
 830         nblocks = s->samples = bytestream_get_be32(&s->ptr);
 831         n =  bytestream_get_be32(&s->ptr);
 832         if(n < 0 || n > 3){
 833             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
 834             s->data = NULL;
 835             return -1;
 836         }
 837         s->ptr += n;
 838
 839         s->currentframeblocks = nblocks;
 840         buf += 4;
 841         if (s->samples <= 0) {
 842             *data_size = 0;
 843             return buf_size;
 844         }
 845
 846         memset(s->decoded0,  0, sizeof(s->decoded0));
 847         memset(s->decoded1,  0, sizeof(s->decoded1));
 848
 849         /* Initialize the frame decoder */
 850         init_frame_decoder(s);
 851     }
 852
 853     if (!s->data) {
 854         *data_size = 0;
 855         return buf_size;
 856     }
 857
 858     nblocks = s->samples;
 859     blockstodecode = FFMIN(BLOCKS_PER_LOOP, nblocks);
 860
 861     s->error=0;
 862
 863     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
 864         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
 865     else
 866         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
 867
 868     if(s->error || s->ptr > s->data_end){
 869         s->samples=0;
 870         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
 871         return -1;
 872     }
 873
 874     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 875         *samples++ = s->decoded0[i];
 876         if(s->channels == 2)
 877             *samples++ = s->decoded1[i];
 878     }
 879
 880     s->samples -= blockstodecode;
 881
 882     *data_size = blockstodecode * 2 * s->channels;
 883     bytes_used = s->samples ? s->ptr - s->last_ptr : buf_size;
 884     s->last_ptr = s->ptr;
 885     return bytes_used;
 886 }
 887
 888 AVCodec ape_decoder = {
 889     "ape",
 890     CODEC_TYPE_AUDIO,
 891     CODEC_ID_APE,
 892     sizeof(APEContext),
 893     ape_decode_init,
 894     NULL,
 895     ape_decode_close,
 896     ape_decode_frame,
 897     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
 898 };