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 Libav.
   7  *
   8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/channel_layout.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "dsputil.h"
  28 #include "bytestream.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "unary.h"
  32
  33 /**
  34  * @file
  35  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  36  */
  37
  38 #define MAX_CHANNELS        2
  39 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  40
  41 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  42 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  43 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  44
  45 #define HISTORY_SIZE 512
  46 #define PREDICTOR_ORDER 8
  47 /** Total size of all predictor histories */
  48 #define PREDICTOR_SIZE 50
  49
  50 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  51 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  52 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  53 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  54
  55 #define YADAPTCOEFFSA 18
  56 #define XADAPTCOEFFSA 14
  57 #define YADAPTCOEFFSB 10
  58 #define XADAPTCOEFFSB 5
  59
  60 /**
  61  * Possible compression levels
  62  * @{
  63  */
  64 enum APECompressionLevel {
  65     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  66     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  67     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  68     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  69     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  70 };
  71 /** @} */
  72
  73 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  74
  75 /** Filter orders depending on compression level */
  76 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  77     {  0,   0,    0 },
  78     { 16,   0,    0 },
  79     { 64,   0,    0 },
  80     { 32, 256,    0 },
  81     { 16, 256, 1280 }
  82 };
  83
  84 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  85 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  86     {  0,  0,  0 },
  87     { 11,  0,  0 },
  88     { 11,  0,  0 },
  89     { 10, 13,  0 },
  90     { 11, 13, 15 }
  91 };
  92
  93
  94 /** Filters applied to the decoded data */
  95 typedef struct APEFilter {
  96     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  97     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
  98     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
  99     int16_t *delay;         ///< filtered values
 100
 101     int avg;
 102 } APEFilter;
 103
 104 typedef struct APERice {
 105     uint32_t k;
 106     uint32_t ksum;
 107 } APERice;
 108
 109 typedef struct APERangecoder {
 110     uint32_t low;           ///< low end of interval
 111     uint32_t range;         ///< length of interval
 112     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 113     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 114 } APERangecoder;
 115
 116 /** Filter histories */
 117 typedef struct APEPredictor {
 118     int32_t *buf;
 119
 120     int32_t lastA[2];
 121
 122     int32_t filterA[2];
 123     int32_t filterB[2];
 124
 125     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 126     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 127     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 128
 129     unsigned int sample_pos;
 130 } APEPredictor;
 131
 132 /** Decoder context */
 133 typedef struct APEContext {
 134     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 135     AVCodecContext *avctx;
 136     DSPContext dsp;
 137     int channels;
 138     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 139     int bps;
 140
 141     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 142     int compression_level;                   ///< compression levels
 143     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 144     int flags;                               ///< global decoder flags
 145
 146     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 147     int frameflags;                          ///< frame flags
 148     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 149
 150     int32_t *decoded_buffer;
 151     int decoded_size;
 152     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 153     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 154
 155     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 156
 157     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 158     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 159     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 160     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 161     GetBitContext gb;
 162
 163     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 164     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 165     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 166     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 167
 168     int error;
 169
 170     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 171     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 172     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 173     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 174 } APEContext;
 175
 176 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 177                               int32_t *decoded1, int count);
 178
 179 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 180 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 181 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 182 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 183 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 184 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 185 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 186 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 187 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 188
 189 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 190 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 191 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 192 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 193 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 194 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 195
 196 // TODO: dsputilize
 197
 198 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 199 {
 200     APEContext *s = avctx->priv_data;
 201     int i;
 202
 203     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 204         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 205
 206     av_freep(&s->decoded_buffer);
 207     av_freep(&s->data);
 208     s->decoded_size = s->data_size = 0;
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 214 {
 215     APEContext *s = avctx->priv_data;
 216     int i;
 217
 218     if (avctx->extradata_size != 6) {
 219         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 220         return AVERROR(EINVAL);
 221     }
 222     if (avctx->channels > 2) {
 223         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 224         return AVERROR(EINVAL);
 225     }
 226     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
 227     switch (s->bps) {
 228     case 8:
 229         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 230         break;
 231     case 16:
 232         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 233         break;
 234     case 24:
 235         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 236         break;
 237     default:
 238         avpriv_request_sample(avctx,
 239                               "%d bits per coded sample", s->bps);
 240         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 241     }
 242     s->avctx             = avctx;
 243     s->channels          = avctx->channels;
 244     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 245     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 246     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 247
 248     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 249            s->compression_level, s->flags);
 250     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 251         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
 252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 253                s->compression_level);
 254         return AVERROR_INVALIDDATA;
 255     }
 256     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 257     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 258         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 259             break;
 260         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 261                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 262                          filter_alloc_fail);
 263     }
 264
 265     if (s->fileversion < 3860) {
 266         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
 267         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
 268     } else if (s->fileversion < 3900) {
 269         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
 270         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
 271     } else if (s->fileversion < 3930) {
 272         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 273         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
 274     } else if (s->fileversion < 3990) {
 275         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 276         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
 277     } else {
 278         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
 279         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
 280     }
 281
 282     if (s->fileversion < 3930) {
 283         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
 284         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
 285     } else if (s->fileversion < 3950) {
 286         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
 287         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
 288     } else {
 289         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
 290         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
 291     }
 292
 293     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 294     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 295
 296     return 0;
 297 filter_alloc_fail:
 298     ape_decode_close(avctx);
 299     return AVERROR(ENOMEM);
 300 }
 301
 302 /**
 303  * @name APE range decoding functions
 304  * @{
 305  */
 306
 307 #define CODE_BITS    32
 308 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 309 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 310 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 311 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 312
 313 /** Start the decoder */
 314 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 315 {
 316     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 317     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 318     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 319 }
 320
 321 /** Perform normalization */
 322 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 323 {
 324     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 325         ctx->rc.buffer <<= 8;
 326         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 327             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 328             ctx->ptr++;
 329         } else {
 330             ctx->error = 1;
 331         }
 332         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 333         ctx->rc.range  <<= 8;
 334     }
 335 }
 336
 337 /**
 338  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 339  * @param ctx decoder context
 340  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 341  * @return the culmulative frequency
 342  */
 343 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 344 {
 345     range_dec_normalize(ctx);
 346     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 347     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 348 }
 349
 350 /**
 351  * Decode value with given size in bits
 352  * @param ctx decoder context
 353  * @param shift number of bits to decode
 354  */
 355 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 356 {
 357     range_dec_normalize(ctx);
 358     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 359     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 360 }
 361
 362
 363 /**
 364  * Update decoding state
 365  * @param ctx decoder context
 366  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 367  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 368  */
 369 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 370 {
 371     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 372     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 373 }
 374
 375 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 376 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 377 {
 378     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 379     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 380     return sym;
 381 }
 382
 383
 384 #define MODEL_ELEMENTS 64
 385
 386 /**
 387  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 388  */
 389 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 390         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 391     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 392     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 393 };
 394
 395 /**
 396  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 397  */
 398 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 399     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 400     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 401     19, 11, 7, 4, 2,
 402 };
 403
 404 /**
 405  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 406  */
 407 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 408         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 409     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 410     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 411 };
 412
 413 /**
 414  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 415  */
 416 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 417     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 418     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 419     3, 2, 1, 1, 1,
 420 };
 421
 422 /**
 423  * Decode symbol
 424  * @param ctx decoder context
 425  * @param counts probability range start position
 426  * @param counts_diff probability range widths
 427  */
 428 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 429                                    const uint16_t counts[],
 430                                    const uint16_t counts_diff[])
 431 {
 432     int symbol, cf;
 433
 434     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 435
 436     if(cf > 65492){
 437         symbol= cf - 65535 + 63;
 438         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 439         if(cf > 65535)
 440             ctx->error=1;
 441         return symbol;
 442     }
 443     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 444     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 445
 446     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 447
 448     return symbol;
 449 }
 450 /** @} */ // group rangecoder
 451
 452 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 453 {
 454     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 455     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 456
 457     if (rice->ksum < lim)
 458         rice->k--;
 459     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 460         rice->k++;
 461 }
 462
 463 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
 464 {
 465     unsigned int x;
 466
 467     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 468
 469     if (k)
 470         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
 471
 472     return x;
 473 }
 474
 475 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 476                                         APERice *rice)
 477 {
 478     unsigned int x, overflow;
 479
 480     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 481
 482     if (ctx->fileversion > 3880) {
 483         while (overflow >= 16) {
 484             overflow -= 16;
 485             rice->k  += 4;
 486         }
 487     }
 488
 489     if (!rice->k)
 490         x = overflow;
 491     else
 492         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
 493
 494     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 495     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 496         rice->k--;
 497     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 498         rice->k++;
 499
 500     /* Convert to signed */
 501     if (x & 1)
 502         return (x >> 1) + 1;
 503     else
 504         return -(x >> 1);
 505 }
 506
 507 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 508 {
 509     unsigned int x, overflow;
 510     int tmpk;
 511
 512     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 513
 514     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 515         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 516         overflow = 0;
 517     } else
 518         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 519
 520     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910)
 521         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 522     else if (tmpk <= 32) {
 523         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 524         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 525     } else {
 526         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 527         return AVERROR_INVALIDDATA;
 528     }
 529     x += overflow << tmpk;
 530
 531     update_rice(rice, x);
 532
 533     /* Convert to signed */
 534     if (x & 1)
 535         return (x >> 1) + 1;
 536     else
 537         return -(x >> 1);
 538 }
 539
 540 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 541 {
 542     unsigned int x, overflow;
 543     int base, pivot;
 544
 545     pivot = rice->ksum >> 5;
 546     if (pivot == 0)
 547         pivot = 1;
 548
 549     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 550
 551     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 552         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 553         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 554     }
 555
 556     if (pivot < 0x10000) {
 557         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 558         range_decode_update(ctx, 1, base);
 559     } else {
 560         int base_hi = pivot, base_lo;
 561         int bbits = 0;
 562
 563         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 564             base_hi >>= 1;
 565             bbits++;
 566         }
 567         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 568         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 569         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 570         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 571
 572         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 573     }
 574
 575     x = base + overflow * pivot;
 576
 577     update_rice(rice, x);
 578
 579     /* Convert to signed */
 580     if (x & 1)
 581         return (x >> 1) + 1;
 582     else
 583         return -(x >> 1);
 584 }
 585
 586 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 587                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 588 {
 589     int i;
 590     int ksummax, ksummin;
 591
 592     rice->ksum = 0;
 593     for (i = 0; i < 5; i++) {
 594         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 595         rice->ksum += out[i];
 596     }
 597     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 598     for (; i < 64; i++) {
 599         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 600         rice->ksum += out[i];
 601         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 602     }
 603     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 604     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 605     for (; i < blockstodecode; i++) {
 606         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 607         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 608         while (rice->ksum < ksummin) {
 609             rice->k--;
 610             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 611             ksummax >>= 1;
 612         }
 613         while (rice->ksum >= ksummax) {
 614             rice->k++;
 615             if (rice->k > 24)
 616                 return;
 617             ksummax <<= 1;
 618             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 619         }
 620     }
 621
 622     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 623         if (out[i] & 1)
 624             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
 625         else
 626             out[i] = -(out[i] >> 1);
 627     }
 628 }
 629
 630 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 631 {
 632     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 633                       blockstodecode);
 634 }
 635
 636 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 637 {
 638     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 639                       blockstodecode);
 640     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 641                       blockstodecode);
 642 }
 643
 644 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 645 {
 646     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 647
 648     while (blockstodecode--)
 649         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 650 }
 651
 652 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 653 {
 654     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 655     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 656     int blocks = blockstodecode;
 657
 658     while (blockstodecode--)
 659         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 660     while (blocks--)
 661         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 662 }
 663
 664 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 665 {
 666     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 667
 668     while (blockstodecode--)
 669         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 670 }
 671
 672 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 673 {
 674     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 675     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 676     int blocks = blockstodecode;
 677
 678     while (blockstodecode--)
 679         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 680     range_dec_normalize(ctx);
 681     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 682     ctx->ptr -= 1;
 683     range_start_decoding(ctx);
 684     while (blocks--)
 685         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 686 }
 687
 688 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 689 {
 690     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 691     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 692
 693     while (blockstodecode--) {
 694         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 695         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 696     }
 697 }
 698
 699 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 700 {
 701     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 702
 703     while (blockstodecode--)
 704         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 705 }
 706
 707 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 708 {
 709     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 710     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 711
 712     while (blockstodecode--) {
 713         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 714         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 715     }
 716 }
 717
 718 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 719 {
 720     /* Read the CRC */
 721     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 722         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 723             return AVERROR_INVALIDDATA;
 724         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 725     } else {
 726         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 727     }
 728
 729     /* Read the frame flags if they exist */
 730     ctx->frameflags = 0;
 731     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 732         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 733
 734         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 735             return AVERROR_INVALIDDATA;
 736         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 737     }
 738
 739     /* Initialize the rice structs */
 740     ctx->riceX.k = 10;
 741     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 742     ctx->riceY.k = 10;
 743     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 744
 745     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 746         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 747         ctx->ptr++;
 748
 749         range_start_decoding(ctx);
 750     }
 751
 752     return 0;
 753 }
 754
 755 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 756     375,
 757 };
 758
 759 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 760     64, 115, 64,
 761 };
 762
 763 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 764     740, 0
 765 };
 766
 767 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 768     360, 317, -109, 98
 769 };
 770
 771 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 772 {
 773     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 774
 775     /* Zero the history buffers */
 776     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 777     p->buf = p->historybuffer;
 778
 779     /* Initialize and zero the coefficients */
 780     if (ctx->fileversion < 3930) {
 781         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 782             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 783                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 784             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 785                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 786         } else {
 787             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 788                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 789             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 790                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 791         }
 792     } else {
 793         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 794         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 795     }
 796     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 797     if (ctx->fileversion < 3930) {
 798         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 799                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 800         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 801                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 802     }
 803
 804     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 805     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 806     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 807
 808     p->sample_pos = 0;
 809 }
 810
 811 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 812 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 813     return (x < 0) - (x > 0);
 814 }
 815
 816 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 817                                              const int decoded, const int filter,
 818                                              const int delayA)
 819 {
 820     int32_t predictionA;
 821
 822     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 823     if (p->sample_pos < 3) {
 824         p->lastA[filter]   = decoded;
 825         p->filterA[filter] = decoded;
 826         return decoded;
 827     }
 828
 829     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
 830     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
 831
 832     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 833         p->coeffsA[filter][0]++;
 834     else
 835         p->coeffsA[filter][0]--;
 836
 837     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
 838
 839     return p->filterA[filter];
 840 }
 841
 842 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 843                                         const int decoded, const int filter,
 844                                         const int delayA,  const int delayB,
 845                                         const int start,   const int shift)
 846 {
 847     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 848     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 849
 850     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 851     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 852     if (p->sample_pos < start) {
 853         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 854         p->lastA[filter]   = decoded;
 855         p->filterB[filter] = decoded;
 856         p->filterA[filter] = predictionA;
 857         return predictionA;
 858     }
 859     d2 =  p->buf[delayA];
 860     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
 861     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
 862     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
 863     d4 =  p->buf[delayB];
 864
 865     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 866                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 867                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 868
 869     sign = APESIGN(decoded);
 870     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 871     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 872     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 873
 874     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 875                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 876     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 877     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 878     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 879     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 880
 881     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 882     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 883
 884     return p->filterA[filter];
 885 }
 886
 887 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
 888                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
 889 {
 890     int i, j;
 891     int32_t dotprod, sign;
 892
 893     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 894     for (i = 0; i < order; i++)
 895         delay[i] = buffer[i];
 896     for (i = order; i < length; i++) {
 897         dotprod = 0;
 898         sign = APESIGN(buffer[i]);
 899         for (j = 0; j < order; j++) {
 900             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 901             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 902         }
 903         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 904         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 905             delay[j] = delay[j + 1];
 906         delay[order - 1] = buffer[i];
 907     }
 908 }
 909
 910 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 911 {
 912     int i, j;
 913     int32_t dotprod, sign;
 914     int32_t coeffs[8], delay[8];
 915
 916     memset(coeffs, 0, sizeof(coeffs));
 917     memset(delay,  0, sizeof(delay));
 918     for (i = 0; i < length; i++) {
 919         dotprod = 0;
 920         sign = APESIGN(buffer[i]);
 921         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 922             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 923             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 924         }
 925         for (j = 7; j > 0; j--)
 926             delay[j] = delay[j - 1];
 927         delay[0] = buffer[i];
 928         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 929     }
 930 }
 931
 932 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 933 {
 934     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 935     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 936     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 937     int32_t coeffs[256], delay[256];
 938     int start = 4, shift = 10;
 939
 940     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 941         start = 16;
 942         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 943         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
 944     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 945         int order = 128, shift2 = 11;
 946
 947         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 948             order <<= 1;
 949             shift++;
 950             shift2++;
 951             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 952             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 953         }
 954         start = order;
 955         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
 956         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
 957     }
 958
 959     while (count--) {
 960         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 961         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 962             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 963             decoded0++;
 964             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 965             decoded1++;
 966         } else {
 967             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 968                                     start, shift);
 969             decoded0++;
 970             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 971                                     start, shift);
 972             decoded1++;
 973         }
 974
 975         /* Combined */
 976         p->buf++;
 977         p->sample_pos++;
 978
 979         /* Have we filled the history buffer? */
 980         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 981             memmove(p->historybuffer, p->buf,
 982                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 983             p->buf = p->historybuffer;
 984         }
 985     }
 986 }
 987
 988 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
 989 {
 990     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 991     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 992     int32_t coeffs[256], delay[256];
 993     int start = 4, shift = 10;
 994
 995     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 996         start = 16;
 997         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 998     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 999         int order = 128, shift2 = 11;
1000
1001         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1002             order <<= 1;
1003             shift++;
1004             shift2++;
1005             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1006         }
1007         start = order;
1008         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1009     }
1010
1011     while (count--) {
1012         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1013             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1014             decoded0++;
1015         } else {
1016             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1017                                     start, shift);
1018             decoded0++;
1019         }
1020
1021         /* Combined */
1022         p->buf++;
1023         p->sample_pos++;
1024
1025         /* Have we filled the history buffer? */
1026         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1027             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1028                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1029             p->buf = p->historybuffer;
1030         }
1031     }
1032 }
1033
1034 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1035                                                   const int decoded, const int filter,
1036                                                   const int delayA)
1037 {
1038     int32_t predictionA, sign;
1039     int32_t d0, d1, d2, d3;
1040
1041     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1042     d0 = p->buf[delayA    ];
1043     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1044     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1045     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1046
1047     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1048                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1049                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1050                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1051
1052     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1053     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1054
1055     sign = APESIGN(decoded);
1056     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1057     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1058     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1059     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1060
1061     return p->filterA[filter];
1062 }
1063
1064 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1065 {
1066     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1067     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1068     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1069
1070     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1071
1072     while (count--) {
1073         /* Predictor Y */
1074         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1075         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1076         decoded0++;
1077         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1078         decoded1++;
1079
1080         /* Combined */
1081         p->buf++;
1082
1083         /* Have we filled the history buffer? */
1084         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1085             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1086                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1087             p->buf = p->historybuffer;
1088         }
1089     }
1090 }
1091
1092 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1093 {
1094     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1095     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1096
1097     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1098
1099     while (count--) {
1100         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1101         decoded0++;
1102
1103         p->buf++;
1104
1105         /* Have we filled the history buffer? */
1106         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1107             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1108                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1109             p->buf = p->historybuffer;
1110         }
1111     }
1112 }
1113
1114 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1115                                                     const int decoded, const int filter,
1116                                                     const int delayA,  const int delayB,
1117                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1118 {
1119     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1120
1121     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1122     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1123     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1124     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1125
1126     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1127                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1128                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1129                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1130
1131     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1132     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1133     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1134     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1135     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1136     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1137
1138     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1139                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1140                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1141                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1142                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1143
1144     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1145     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1146
1147     sign = APESIGN(decoded);
1148     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1149     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1150     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1151     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1152     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1153     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1154     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1155     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1156     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1157
1158     return p->filterA[filter];
1159 }
1160
1161 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1162 {
1163     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1164     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1165     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1166
1167     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1168
1169     while (count--) {
1170         /* Predictor Y */
1171         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1172                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1173         decoded0++;
1174         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1175                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1176         decoded1++;
1177
1178         /* Combined */
1179         p->buf++;
1180
1181         /* Have we filled the history buffer? */
1182         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1183             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1184                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1185             p->buf = p->historybuffer;
1186         }
1187     }
1188 }
1189
1190 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1191 {
1192     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1193     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1194     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1195
1196     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1197
1198     currentA = p->lastA[0];
1199
1200     while (count--) {
1201         A = *decoded0;
1202
1203         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1204         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1205
1206         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1207                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1208                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1209                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1210
1211         currentA = A + (predictionA >> 10);
1212
1213         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1214         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1215
1216         sign = APESIGN(A);
1217         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1218         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1219         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1220         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1221
1222         p->buf++;
1223
1224         /* Have we filled the history buffer? */
1225         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1226             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1227                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1228             p->buf = p->historybuffer;
1229         }
1230
1231         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1232         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1233     }
1234
1235     p->lastA[0] = currentA;
1236 }
1237
1238 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1239 {
1240     f->coeffs = buf;
1241     f->historybuffer = buf + order;
1242     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1243     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1244
1245     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1246     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1247     f->avg = 0;
1248 }
1249
1250 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1251 {
1252     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1253     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1254 }
1255
1256 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1257                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1258 {
1259     int res;
1260     int absres;
1261
1262     while (count--) {
1263         /* round fixedpoint scalar product */
1264         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
1265                                                     f->adaptcoeffs - order,
1266                                                     order, APESIGN(*data));
1267         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1268         res += *data;
1269         *data++ = res;
1270
1271         /* Update the output history */
1272         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1273
1274         if (version < 3980) {
1275             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1276             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1277             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1278             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1279         } else {
1280             /* Version 3.98 and later files */
1281
1282             /* Update the adaption coefficients */
1283             absres = FFABS(res);
1284             if (absres)
1285                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1286                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1287             else
1288                 *f->adaptcoeffs = 0;
1289
1290             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1291
1292             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1293             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1294             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1295         }
1296
1297         f->adaptcoeffs++;
1298
1299         /* Have we filled the history buffer? */
1300         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1301             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1302                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1303             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1304             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1305         }
1306     }
1307 }
1308
1309 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1310                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1311                          int count, int order, int fracbits)
1312 {
1313     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1314     if (data1)
1315         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1316 }
1317
1318 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1319                               int32_t *decoded1, int count)
1320 {
1321     int i;
1322
1323     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1324         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1325             break;
1326         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1327                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1328                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1329     }
1330 }
1331
1332 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1333 {
1334     int i, ret;
1335     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1336         return ret;
1337     init_predictor_decoder(ctx);
1338
1339     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1340         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1341             break;
1342         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1343                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1344     }
1345     return 0;
1346 }
1347
1348 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1349 {
1350     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1351         /* We are pure silence, so we're done. */
1352         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1353         return;
1354     }
1355
1356     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1357
1358     /* Now apply the predictor decoding */
1359     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1360
1361     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1362     if (ctx->channels == 2) {
1363         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1364     }
1365 }
1366
1367 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1368 {
1369     int32_t left, right;
1370     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1371     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1372
1373     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1374         /* We are pure silence, so we're done. */
1375         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1376         return;
1377     }
1378
1379     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1380
1381     /* Now apply the predictor decoding */
1382     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1383
1384     /* Decorrelate and scale to output depth */
1385     while (count--) {
1386         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1387         right = left + *decoded0;
1388
1389         *(decoded0++) = left;
1390         *(decoded1++) = right;
1391     }
1392 }
1393
1394 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1395                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1396 {
1397     AVFrame *frame     = data;
1398     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1399     APEContext *s = avctx->priv_data;
1400     uint8_t *sample8;
1401     int16_t *sample16;
1402     int32_t *sample24;
1403     int i, ch, ret;
1404     int blockstodecode;
1405
1406     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1407        check it just to make sure. */
1408     av_assert0(s->samples >= 0);
1409
1410     if(!s->samples){
1411         uint32_t nblocks, offset;
1412         int buf_size;
1413
1414         if (!avpkt->size) {
1415             *got_frame_ptr = 0;
1416             return 0;
1417         }
1418         if (avpkt->size < 8) {
1419             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1420             return AVERROR_INVALIDDATA;
1421         }
1422         buf_size = avpkt->size & ~3;
1423         if (buf_size != avpkt->size) {
1424             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1425                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1426         }
1427         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1428             buf_size += 2;
1429         av_fast_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1430         if (!s->data)
1431             return AVERROR(ENOMEM);
1432         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
1433         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1434         s->ptr = s->data;
1435         s->data_end = s->data + buf_size;
1436
1437         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1438         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1439         if (s->fileversion >= 3900) {
1440             if (offset > 3) {
1441                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1442                 s->data = NULL;
1443                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1444             }
1445             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1446                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1447                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1448             }
1449             s->ptr += offset;
1450         } else {
1451             init_get_bits(&s->gb, s->ptr, (s->data_end - s->ptr) * 8);
1452             if (s->fileversion > 3800)
1453                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1454             else
1455                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1456         }
1457
1458         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1459             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %u.\n", nblocks);
1460             return AVERROR_INVALIDDATA;
1461         }
1462         s->samples = nblocks;
1463
1464         /* Initialize the frame decoder */
1465         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1466             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1467             return AVERROR_INVALIDDATA;
1468         }
1469
1470     }
1471
1472     if (!s->data) {
1473         *got_frame_ptr = 0;
1474         return avpkt->size;
1475     }
1476
1477     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1478     // for old files coefficients were not interleaved,
1479     // so we need to decode all of them at once
1480     if (s->fileversion < 3930)
1481         blockstodecode = s->samples;
1482
1483     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1484     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1485                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1486     if (!s->decoded_buffer)
1487         return AVERROR(ENOMEM);
1488     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1489     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1490     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1491
1492     /* get output buffer */
1493     frame->nb_samples = blockstodecode;
1494     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1495         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1496         return ret;
1497     }
1498
1499     s->error=0;
1500
1501     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1502         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1503     else
1504         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1505     emms_c();
1506
1507     if (s->error) {
1508         s->samples=0;
1509         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1510         return AVERROR_INVALIDDATA;
1511     }
1512
1513     switch (s->bps) {
1514     case 8:
1515         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1516             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1517             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1518                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1519         }
1520         break;
1521     case 16:
1522         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1523             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1524             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1525                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1526         }
1527         break;
1528     case 24:
1529         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1530             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1531             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1532                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1533         }
1534         break;
1535     }
1536
1537     s->samples -= blockstodecode;
1538
1539     *got_frame_ptr = 1;
1540
1541     return (s->samples == 0) ? avpkt->size : 0;
1542 }
1543
1544 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1545 {
1546     APEContext *s = avctx->priv_data;
1547     s->samples= 0;
1548 }
1549
1550 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1551 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1552 static const AVOption options[] = {
1553     { "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" },
1554     { "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" },
1555     { NULL},
1556 };
1557
1558 static const AVClass ape_decoder_class = {
1559     .class_name = "APE decoder",
1560     .item_name  = av_default_item_name,
1561     .option     = options,
1562     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1563 };
1564
1565 AVCodec ff_ape_decoder = {
1566     .name           = "ape",
1567     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1568     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1569     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1570     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1571     .init           = ape_decode_init,
1572     .close          = ape_decode_close,
1573     .decode         = ape_decode_frame,
1574     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1575     .flush          = ape_flush,
1576     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1577                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1578                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1579                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1580     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1581 };