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