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 <inttypes.h>
  24
  25 #include "libavutil/avassert.h"
  26 #include "libavutil/channel_layout.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28
  29 #include "apedsp.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "bitstream.h"
  32 #include "bswapdsp.h"
  33 #include "bytestream.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "unary.h"
  36
  37 /**
  38  * @file
  39  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  40  */
  41
  42 #define MAX_CHANNELS        2
  43 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  44
  45 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  46 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  47 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  48
  49 #define HISTORY_SIZE 512
  50 #define PREDICTOR_ORDER 8
  51 /** Total size of all predictor histories */
  52 #define PREDICTOR_SIZE 50
  53
  54 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  55 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  56 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  57 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  58
  59 #define YADAPTCOEFFSA 18
  60 #define XADAPTCOEFFSA 14
  61 #define YADAPTCOEFFSB 10
  62 #define XADAPTCOEFFSB 5
  63
  64 /**
  65  * Possible compression levels
  66  * @{
  67  */
  68 enum APECompressionLevel {
  69     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  70     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  71     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  72     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  73     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  74 };
  75 /** @} */
  76
  77 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  78
  79 /** Filter orders depending on compression level */
  80 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  81     {  0,   0,    0 },
  82     { 16,   0,    0 },
  83     { 64,   0,    0 },
  84     { 32, 256,    0 },
  85     { 16, 256, 1280 }
  86 };
  87
  88 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  89 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  90     {  0,  0,  0 },
  91     { 11,  0,  0 },
  92     { 11,  0,  0 },
  93     { 10, 13,  0 },
  94     { 11, 13, 15 }
  95 };
  96
  97
  98 /** Filters applied to the decoded data */
  99 typedef struct APEFilter {
 100     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
 101     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
 102     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
 103     int16_t *delay;         ///< filtered values
 104
 105     int avg;
 106 } APEFilter;
 107
 108 typedef struct APERice {
 109     uint32_t k;
 110     uint32_t ksum;
 111 } APERice;
 112
 113 typedef struct APERangecoder {
 114     uint32_t low;           ///< low end of interval
 115     uint32_t range;         ///< length of interval
 116     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 117     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 118 } APERangecoder;
 119
 120 /** Filter histories */
 121 typedef struct APEPredictor {
 122     int32_t *buf;
 123
 124     int32_t lastA[2];
 125
 126     int32_t filterA[2];
 127     int32_t filterB[2];
 128
 129     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 130     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 131     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 132
 133     unsigned int sample_pos;
 134 } APEPredictor;
 135
 136 /** Decoder context */
 137 typedef struct APEContext {
 138     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 139     AVCodecContext *avctx;
 140     BswapDSPContext bdsp;
 141     APEDSPContext adsp;
 142     int channels;
 143     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 144     int bps;
 145
 146     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 147     int compression_level;                   ///< compression levels
 148     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 149     int flags;                               ///< global decoder flags
 150
 151     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 152     int frameflags;                          ///< frame flags
 153     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 154
 155     int32_t *decoded_buffer;
 156     int decoded_size;
 157     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 158     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 159
 160     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 161
 162     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 163     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 164     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 165     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 166     BitstreamContext bc;
 167
 168     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 169     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 170     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 171     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 172
 173     int error;
 174
 175     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 176     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 177     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 178     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 179 } APEContext;
 180
 181 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 182                               int32_t *decoded1, int count);
 183
 184 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 185 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 186 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 187 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 188 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 189 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 190 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 191 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 192 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 193
 194 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 195 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 196 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 197 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 198 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 199 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 200
 201 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 202 {
 203     APEContext *s = avctx->priv_data;
 204     int i;
 205
 206     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 207         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 208
 209     av_freep(&s->decoded_buffer);
 210     av_freep(&s->data);
 211     s->decoded_size = s->data_size = 0;
 212
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 static int32_t scalarproduct_and_madd_int16_c(int16_t *v1, const int16_t *v2,
 217                                               const int16_t *v3,
 218                                               int order, int mul)
 219 {
 220     int res = 0;
 221
 222     while (order--) {
 223         res   += *v1 * *v2++;
 224         *v1++ += mul * *v3++;
 225     }
 226     return res;
 227 }
 228
 229 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 230 {
 231     APEContext *s = avctx->priv_data;
 232     int i;
 233
 234     if (avctx->extradata_size != 6) {
 235         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 236         return AVERROR(EINVAL);
 237     }
 238     if (avctx->channels > 2) {
 239         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 240         return AVERROR(EINVAL);
 241     }
 242     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
 243     switch (s->bps) {
 244     case 8:
 245         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 246         break;
 247     case 16:
 248         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 249         break;
 250     case 24:
 251         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 252         break;
 253     default:
 254         avpriv_request_sample(avctx,
 255                               "%d bits per coded sample", s->bps);
 256         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 257     }
 258     s->avctx             = avctx;
 259     s->channels          = avctx->channels;
 260     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 261     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 262     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 263
 264     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 265            s->compression_level, s->flags);
 266     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 267         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
 268         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 269                s->compression_level);
 270         return AVERROR_INVALIDDATA;
 271     }
 272     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 273     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 274         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 275             break;
 276         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 277                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 278                          filter_alloc_fail);
 279     }
 280
 281     if (s->fileversion < 3860) {
 282         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
 283         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
 284     } else if (s->fileversion < 3900) {
 285         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
 286         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
 287     } else if (s->fileversion < 3930) {
 288         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 289         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
 290     } else if (s->fileversion < 3990) {
 291         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 292         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
 293     } else {
 294         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
 295         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
 296     }
 297
 298     if (s->fileversion < 3930) {
 299         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
 300         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
 301     } else if (s->fileversion < 3950) {
 302         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
 303         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
 304     } else {
 305         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
 306         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
 307     }
 308
 309     s->adsp.scalarproduct_and_madd_int16 = scalarproduct_and_madd_int16_c;
 310
 311     if (ARCH_ARM)
 312         ff_apedsp_init_arm(&s->adsp);
 313     if (ARCH_PPC)
 314         ff_apedsp_init_ppc(&s->adsp);
 315     if (ARCH_X86)
 316         ff_apedsp_init_x86(&s->adsp);
 317
 318     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
 319     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 320
 321     return 0;
 322 filter_alloc_fail:
 323     ape_decode_close(avctx);
 324     return AVERROR(ENOMEM);
 325 }
 326
 327 /**
 328  * @name APE range decoding functions
 329  * @{
 330  */
 331
 332 #define CODE_BITS    32
 333 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 334 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 335 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 336 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 337
 338 /** Start the decoder */
 339 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 340 {
 341     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 342     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 343     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 344 }
 345
 346 /** Perform normalization */
 347 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 348 {
 349     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 350         ctx->rc.buffer <<= 8;
 351         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 352             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 353             ctx->ptr++;
 354         } else {
 355             ctx->error = 1;
 356         }
 357         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 358         ctx->rc.range  <<= 8;
 359     }
 360 }
 361
 362 /**
 363  * Calculate cumulative frequency for next symbol. Does NO update!
 364  * @param ctx decoder context
 365  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 366  * @return the cumulative frequency
 367  */
 368 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 369 {
 370     range_dec_normalize(ctx);
 371     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 372     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 373 }
 374
 375 /**
 376  * Decode value with given size in bits
 377  * @param ctx decoder context
 378  * @param shift number of bits to decode
 379  */
 380 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 381 {
 382     range_dec_normalize(ctx);
 383     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 384     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 385 }
 386
 387
 388 /**
 389  * Update decoding state
 390  * @param ctx decoder context
 391  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 392  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 393  */
 394 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 395 {
 396     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 397     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 398 }
 399
 400 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 401 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 402 {
 403     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 404     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 405     return sym;
 406 }
 407
 408
 409 #define MODEL_ELEMENTS 64
 410
 411 /**
 412  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 413  */
 414 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 415         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 416     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 417     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 418 };
 419
 420 /**
 421  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 422  */
 423 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 424     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 425     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 426     19, 11, 7, 4, 2,
 427 };
 428
 429 /**
 430  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 431  */
 432 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 433         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 434     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 435     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 436 };
 437
 438 /**
 439  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 440  */
 441 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 442     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 443     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 444     3, 2, 1, 1, 1,
 445 };
 446
 447 /**
 448  * Decode symbol
 449  * @param ctx decoder context
 450  * @param counts probability range start position
 451  * @param counts_diff probability range widths
 452  */
 453 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 454                                    const uint16_t counts[],
 455                                    const uint16_t counts_diff[])
 456 {
 457     int symbol, cf;
 458
 459     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 460
 461     if(cf > 65492){
 462         symbol= cf - 65535 + 63;
 463         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 464         if(cf > 65535)
 465             ctx->error=1;
 466         return symbol;
 467     }
 468     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 469     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 470
 471     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 472
 473     return symbol;
 474 }
 475 /** @} */ // group rangecoder
 476
 477 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 478 {
 479     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 480     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 481
 482     if (rice->ksum < lim)
 483         rice->k--;
 484     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 485         rice->k++;
 486 }
 487
 488 static inline int get_rice_ook(BitstreamContext *bc, int k)
 489 {
 490     unsigned int x;
 491
 492     x = get_unary(bc, 1, bitstream_bits_left(bc));
 493
 494     if (k)
 495         x = (x << k) | bitstream_read(bc, k);
 496
 497     return x;
 498 }
 499
 500 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, BitstreamContext *bc,
 501                                         APERice *rice)
 502 {
 503     unsigned int x, overflow;
 504
 505     overflow = get_unary(bc, 1, bitstream_bits_left(bc));
 506
 507     if (ctx->fileversion > 3880) {
 508         while (overflow >= 16) {
 509             overflow -= 16;
 510             rice->k  += 4;
 511         }
 512     }
 513
 514     if (!rice->k)
 515         x = overflow;
 516     else
 517         x = (overflow << rice->k) + bitstream_read(bc, rice->k);
 518
 519     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 520     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 521         rice->k--;
 522     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 523         rice->k++;
 524
 525     /* Convert to signed */
 526     if (x & 1)
 527         return (x >> 1) + 1;
 528     else
 529         return -(x >> 1);
 530 }
 531
 532 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 533 {
 534     unsigned int x, overflow;
 535     int tmpk;
 536
 537     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 538
 539     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 540         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 541         overflow = 0;
 542     } else
 543         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 544
 545     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910)
 546         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 547     else if (tmpk <= 32) {
 548         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 549         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 550     } else {
 551         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 552         return AVERROR_INVALIDDATA;
 553     }
 554     x += overflow << tmpk;
 555
 556     update_rice(rice, x);
 557
 558     /* Convert to signed */
 559     if (x & 1)
 560         return (x >> 1) + 1;
 561     else
 562         return -(x >> 1);
 563 }
 564
 565 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 566 {
 567     unsigned int x, overflow;
 568     int base, pivot;
 569
 570     pivot = rice->ksum >> 5;
 571     if (pivot == 0)
 572         pivot = 1;
 573
 574     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 575
 576     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 577         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 578         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 579     }
 580
 581     if (pivot < 0x10000) {
 582         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 583         range_decode_update(ctx, 1, base);
 584     } else {
 585         int base_hi = pivot, base_lo;
 586         int bbits = 0;
 587
 588         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 589             base_hi >>= 1;
 590             bbits++;
 591         }
 592         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 593         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 594         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 595         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 596
 597         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 598     }
 599
 600     x = base + overflow * pivot;
 601
 602     update_rice(rice, x);
 603
 604     /* Convert to signed */
 605     if (x & 1)
 606         return (x >> 1) + 1;
 607     else
 608         return -(x >> 1);
 609 }
 610
 611 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, BitstreamContext *bc,
 612                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 613 {
 614     int i;
 615     int ksummax, ksummin;
 616
 617     rice->ksum = 0;
 618     for (i = 0; i < FFMIN(blockstodecode, 5); i++) {
 619         out[i] = get_rice_ook(&ctx->bc, 10);
 620         rice->ksum += out[i];
 621     }
 622     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 623     for (; i < FFMIN(blockstodecode, 64); i++) {
 624         out[i] = get_rice_ook(&ctx->bc, rice->k);
 625         rice->ksum += out[i];
 626         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 627     }
 628     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 629     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 630     for (; i < blockstodecode; i++) {
 631         out[i] = get_rice_ook(&ctx->bc, rice->k);
 632         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 633         while (rice->ksum < ksummin) {
 634             rice->k--;
 635             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 636             ksummax >>= 1;
 637         }
 638         while (rice->ksum >= ksummax) {
 639             rice->k++;
 640             if (rice->k > 24)
 641                 return;
 642             ksummax <<= 1;
 643             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 644         }
 645     }
 646
 647     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 648         if (out[i] & 1)
 649             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
 650         else
 651             out[i] = -(out[i] >> 1);
 652     }
 653 }
 654
 655 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 656 {
 657     decode_array_0000(ctx, &ctx->bc, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 658                       blockstodecode);
 659 }
 660
 661 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 662 {
 663     decode_array_0000(ctx, &ctx->bc, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 664                       blockstodecode);
 665     decode_array_0000(ctx, &ctx->bc, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 666                       blockstodecode);
 667 }
 668
 669 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 670 {
 671     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 672
 673     while (blockstodecode--)
 674         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->bc, &ctx->riceY);
 675 }
 676
 677 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 678 {
 679     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 680     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 681     int blocks = blockstodecode;
 682
 683     while (blockstodecode--)
 684         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->bc, &ctx->riceY);
 685     while (blocks--)
 686         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->bc, &ctx->riceX);
 687 }
 688
 689 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 690 {
 691     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 692
 693     while (blockstodecode--)
 694         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 695 }
 696
 697 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 698 {
 699     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 700     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 701     int blocks = blockstodecode;
 702
 703     while (blockstodecode--)
 704         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 705     range_dec_normalize(ctx);
 706     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 707     ctx->ptr -= 1;
 708     range_start_decoding(ctx);
 709     while (blocks--)
 710         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 711 }
 712
 713 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 714 {
 715     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 716     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 717
 718     while (blockstodecode--) {
 719         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 720         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 721     }
 722 }
 723
 724 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 725 {
 726     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 727
 728     while (blockstodecode--)
 729         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 730 }
 731
 732 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 733 {
 734     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 735     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 736
 737     while (blockstodecode--) {
 738         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 739         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 740     }
 741 }
 742
 743 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 744 {
 745     /* Read the CRC */
 746     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 747         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 748             return AVERROR_INVALIDDATA;
 749         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 750     } else {
 751         ctx->CRC = bitstream_read(&ctx->bc, 32);
 752     }
 753
 754     /* Read the frame flags if they exist */
 755     ctx->frameflags = 0;
 756     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 757         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 758
 759         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 760             return AVERROR_INVALIDDATA;
 761         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 762     }
 763
 764     /* Initialize the rice structs */
 765     ctx->riceX.k = 10;
 766     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 767     ctx->riceY.k = 10;
 768     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 769
 770     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 771         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 772         ctx->ptr++;
 773
 774         range_start_decoding(ctx);
 775     }
 776
 777     return 0;
 778 }
 779
 780 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 781     375,
 782 };
 783
 784 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 785     64, 115, 64,
 786 };
 787
 788 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 789     740, 0
 790 };
 791
 792 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 793     360, 317, -109, 98
 794 };
 795
 796 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 797 {
 798     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 799
 800     /* Zero the history buffers */
 801     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 802     p->buf = p->historybuffer;
 803
 804     /* Initialize and zero the coefficients */
 805     if (ctx->fileversion < 3930) {
 806         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 807             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 808                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 809             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 810                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 811         } else {
 812             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 813                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 814             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 815                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 816         }
 817     } else {
 818         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 819         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 820     }
 821     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 822     if (ctx->fileversion < 3930) {
 823         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 824                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 825         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 826                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 827     }
 828
 829     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 830     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 831     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 832
 833     p->sample_pos = 0;
 834 }
 835
 836 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 837 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 838     return (x < 0) - (x > 0);
 839 }
 840
 841 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 842                                              const int decoded, const int filter,
 843                                              const int delayA)
 844 {
 845     int32_t predictionA;
 846
 847     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 848     if (p->sample_pos < 3) {
 849         p->lastA[filter]   = decoded;
 850         p->filterA[filter] = decoded;
 851         return decoded;
 852     }
 853
 854     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
 855     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
 856
 857     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 858         p->coeffsA[filter][0]++;
 859     else
 860         p->coeffsA[filter][0]--;
 861
 862     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
 863
 864     return p->filterA[filter];
 865 }
 866
 867 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 868                                         const int decoded, const int filter,
 869                                         const int delayA,  const int delayB,
 870                                         const int start,   const int shift)
 871 {
 872     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 873     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 874
 875     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 876     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 877     if (p->sample_pos < start) {
 878         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 879         p->lastA[filter]   = decoded;
 880         p->filterB[filter] = decoded;
 881         p->filterA[filter] = predictionA;
 882         return predictionA;
 883     }
 884     d2 =  p->buf[delayA];
 885     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
 886     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
 887     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
 888     d4 =  p->buf[delayB];
 889
 890     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 891                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 892                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 893
 894     sign = APESIGN(decoded);
 895     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 896     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 897     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 898
 899     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 900                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 901     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 902     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 903     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 904     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 905
 906     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 907     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 908
 909     return p->filterA[filter];
 910 }
 911
 912 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
 913                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
 914 {
 915     int i, j;
 916     int32_t dotprod, sign;
 917
 918     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 919     for (i = 0; i < order; i++)
 920         delay[i] = buffer[i];
 921     for (i = order; i < length; i++) {
 922         dotprod = 0;
 923         sign = APESIGN(buffer[i]);
 924         for (j = 0; j < order; j++) {
 925             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 926             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 927         }
 928         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 929         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 930             delay[j] = delay[j + 1];
 931         delay[order - 1] = buffer[i];
 932     }
 933 }
 934
 935 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 936 {
 937     int i, j;
 938     int32_t dotprod, sign;
 939     int32_t coeffs[8] = { 0 }, delay[8] = { 0 };
 940
 941     for (i = 0; i < length; i++) {
 942         dotprod = 0;
 943         sign = APESIGN(buffer[i]);
 944         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 945             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 946             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 947         }
 948         for (j = 7; j > 0; j--)
 949             delay[j] = delay[j - 1];
 950         delay[0] = buffer[i];
 951         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 952     }
 953 }
 954
 955 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 956 {
 957     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 958     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 959     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 960     int32_t coeffs[256], delay[256];
 961     int start = 4, shift = 10;
 962
 963     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 964         start = 16;
 965         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 966         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
 967     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 968         int order = 128, shift2 = 11;
 969
 970         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 971             order <<= 1;
 972             shift++;
 973             shift2++;
 974             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 975             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 976         }
 977         start = order;
 978         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
 979         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
 980     }
 981
 982     while (count--) {
 983         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 984         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 985             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 986             decoded0++;
 987             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 988             decoded1++;
 989         } else {
 990             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 991                                     start, shift);
 992             decoded0++;
 993             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 994                                     start, shift);
 995             decoded1++;
 996         }
 997
 998         /* Combined */
 999         p->buf++;
1000         p->sample_pos++;
1001
1002         /* Have we filled the history buffer? */
1003         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1004             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1005                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1006             p->buf = p->historybuffer;
1007         }
1008     }
1009 }
1010
1011 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
1012 {
1013     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1014     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1015     int32_t coeffs[256], delay[256];
1016     int start = 4, shift = 10;
1017
1018     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1019         start = 16;
1020         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
1021     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1022         int order = 128, shift2 = 11;
1023
1024         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1025             order <<= 1;
1026             shift++;
1027             shift2++;
1028             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1029         }
1030         start = order;
1031         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1032     }
1033
1034     while (count--) {
1035         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1036             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1037             decoded0++;
1038         } else {
1039             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1040                                     start, shift);
1041             decoded0++;
1042         }
1043
1044         /* Combined */
1045         p->buf++;
1046         p->sample_pos++;
1047
1048         /* Have we filled the history buffer? */
1049         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1050             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1051                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1052             p->buf = p->historybuffer;
1053         }
1054     }
1055 }
1056
1057 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1058                                                   const int decoded, const int filter,
1059                                                   const int delayA)
1060 {
1061     int32_t predictionA, sign;
1062     int32_t d0, d1, d2, d3;
1063
1064     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1065     d0 = p->buf[delayA    ];
1066     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1067     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1068     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1069
1070     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1071                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1072                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1073                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1074
1075     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1076     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1077
1078     sign = APESIGN(decoded);
1079     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1080     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1081     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1082     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1083
1084     return p->filterA[filter];
1085 }
1086
1087 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1088 {
1089     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1090     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1091     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1092
1093     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1094
1095     while (count--) {
1096         /* Predictor Y */
1097         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1098         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1099         decoded0++;
1100         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1101         decoded1++;
1102
1103         /* Combined */
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 void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1116 {
1117     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1118     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1119
1120     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1121
1122     while (count--) {
1123         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1124         decoded0++;
1125
1126         p->buf++;
1127
1128         /* Have we filled the history buffer? */
1129         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1130             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1131                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1132             p->buf = p->historybuffer;
1133         }
1134     }
1135 }
1136
1137 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1138                                                     const int decoded, const int filter,
1139                                                     const int delayA,  const int delayB,
1140                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1141 {
1142     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1143
1144     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1145     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1146     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1147     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1148
1149     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1150                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1151                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1152                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1153
1154     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1155     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1156     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1157     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1158     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1159     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1160
1161     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1162                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1163                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1164                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1165                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1166
1167     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1168     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1169
1170     sign = APESIGN(decoded);
1171     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1172     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1173     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1174     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1175     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1176     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1177     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1178     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1179     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1180
1181     return p->filterA[filter];
1182 }
1183
1184 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1185 {
1186     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1187     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1188     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1189
1190     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1191
1192     while (count--) {
1193         /* Predictor Y */
1194         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1195                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1196         decoded0++;
1197         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1198                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1199         decoded1++;
1200
1201         /* Combined */
1202         p->buf++;
1203
1204         /* Have we filled the history buffer? */
1205         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1206             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1207                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1208             p->buf = p->historybuffer;
1209         }
1210     }
1211 }
1212
1213 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1214 {
1215     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1216     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1217     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1218
1219     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1220
1221     currentA = p->lastA[0];
1222
1223     while (count--) {
1224         A = *decoded0;
1225
1226         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1227         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1228
1229         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1230                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1231                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1232                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1233
1234         currentA = A + (predictionA >> 10);
1235
1236         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1237         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1238
1239         sign = APESIGN(A);
1240         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1241         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1242         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1243         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1244
1245         p->buf++;
1246
1247         /* Have we filled the history buffer? */
1248         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1249             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1250                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1251             p->buf = p->historybuffer;
1252         }
1253
1254         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1255         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1256     }
1257
1258     p->lastA[0] = currentA;
1259 }
1260
1261 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1262 {
1263     f->coeffs = buf;
1264     f->historybuffer = buf + order;
1265     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1266     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1267
1268     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1269     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1270     f->avg = 0;
1271 }
1272
1273 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1274 {
1275     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1276     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1277 }
1278
1279 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1280                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1281 {
1282     int res;
1283     int absres;
1284
1285     while (count--) {
1286         /* round fixedpoint scalar product */
1287         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1288                                                      f->delay - order,
1289                                                      f->adaptcoeffs - order,
1290                                                      order, APESIGN(*data));
1291         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1292         res += *data;
1293         *data++ = res;
1294
1295         /* Update the output history */
1296         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1297
1298         if (version < 3980) {
1299             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1300             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1301             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1302             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1303         } else {
1304             /* Version 3.98 and later files */
1305
1306             /* Update the adaption coefficients */
1307             absres = FFABS(res);
1308             if (absres)
1309                 *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) *
1310                                   (8 << ((absres > f->avg * 3) + (absres > f->avg * 4 / 3)));
1311                 /* equivalent to the following code
1312                     if (absres <= f->avg * 4 / 3)
1313                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 8;
1314                     else if (absres <= f->avg * 3)
1315                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 16;
1316                     else
1317                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 32;
1318                 */
1319             else
1320                 *f->adaptcoeffs = 0;
1321
1322             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1323
1324             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1325             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1326             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1327         }
1328
1329         f->adaptcoeffs++;
1330
1331         /* Have we filled the history buffer? */
1332         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1333             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1334                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1335             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1336             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1337         }
1338     }
1339 }
1340
1341 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1342                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1343                          int count, int order, int fracbits)
1344 {
1345     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1346     if (data1)
1347         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1348 }
1349
1350 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1351                               int32_t *decoded1, int count)
1352 {
1353     int i;
1354
1355     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1356         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1357             break;
1358         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1359                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1360                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1361     }
1362 }
1363
1364 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1365 {
1366     int i, ret;
1367     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1368         return ret;
1369     init_predictor_decoder(ctx);
1370
1371     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1372         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1373             break;
1374         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1375                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1376     }
1377     return 0;
1378 }
1379
1380 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1381 {
1382     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1383         /* We are pure silence, so we're done. */
1384         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1385         return;
1386     }
1387
1388     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1389
1390     /* Now apply the predictor decoding */
1391     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1392
1393     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1394     if (ctx->channels == 2) {
1395         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1396     }
1397 }
1398
1399 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1400 {
1401     int32_t left, right;
1402     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1403     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1404
1405     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1406         /* We are pure silence, so we're done. */
1407         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1408         return;
1409     }
1410
1411     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1412
1413     /* Now apply the predictor decoding */
1414     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1415
1416     /* Decorrelate and scale to output depth */
1417     while (count--) {
1418         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1419         right = left + *decoded0;
1420
1421         *(decoded0++) = left;
1422         *(decoded1++) = right;
1423     }
1424 }
1425
1426 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1427                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1428 {
1429     AVFrame *frame     = data;
1430     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1431     APEContext *s = avctx->priv_data;
1432     uint8_t *sample8;
1433     int16_t *sample16;
1434     int32_t *sample24;
1435     int i, ch, ret;
1436     int blockstodecode;
1437
1438     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1439        check it just to make sure. */
1440     av_assert0(s->samples >= 0);
1441
1442     if(!s->samples){
1443         uint32_t nblocks, offset;
1444         int buf_size;
1445
1446         if (!avpkt->size) {
1447             *got_frame_ptr = 0;
1448             return 0;
1449         }
1450         if (avpkt->size < 8) {
1451             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1452             return AVERROR_INVALIDDATA;
1453         }
1454         buf_size = avpkt->size & ~3;
1455         if (buf_size != avpkt->size) {
1456             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1457                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1458         }
1459         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1460             buf_size += 2;
1461         av_fast_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1462         if (!s->data)
1463             return AVERROR(ENOMEM);
1464         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1465                           buf_size >> 2);
1466         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1467         s->ptr = s->data;
1468         s->data_end = s->data + buf_size;
1469
1470         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1471         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1472         if (s->fileversion >= 3900) {
1473             if (offset > 3) {
1474                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1475                 s->data = NULL;
1476                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1477             }
1478             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1479                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1480                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1481             }
1482             s->ptr += offset;
1483         } else {
1484             bitstream_init8(&s->bc, s->ptr, s->data_end - s->ptr);
1485             if (s->fileversion > 3800)
1486                 bitstream_skip(&s->bc, offset * 8);
1487             else
1488                 bitstream_skip(&s->bc, offset);
1489         }
1490
1491         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1492             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1493                    nblocks);
1494             return AVERROR_INVALIDDATA;
1495         }
1496         s->samples = nblocks;
1497
1498         /* Initialize the frame decoder */
1499         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1500             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1501             return AVERROR_INVALIDDATA;
1502         }
1503
1504     }
1505
1506     if (!s->data) {
1507         *got_frame_ptr = 0;
1508         return avpkt->size;
1509     }
1510
1511     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1512     // for old files coefficients were not interleaved,
1513     // so we need to decode all of them at once
1514     if (s->fileversion < 3930)
1515         blockstodecode = s->samples;
1516
1517     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1518     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1519                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1520     if (!s->decoded_buffer)
1521         return AVERROR(ENOMEM);
1522     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1523     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1524     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1525
1526     /* get output buffer */
1527     frame->nb_samples = blockstodecode;
1528     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1529         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1530         return ret;
1531     }
1532
1533     s->error=0;
1534
1535     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1536         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1537     else
1538         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1539     emms_c();
1540
1541     if (s->error) {
1542         s->samples=0;
1543         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1544         return AVERROR_INVALIDDATA;
1545     }
1546
1547     switch (s->bps) {
1548     case 8:
1549         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1550             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1551             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1552                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1553         }
1554         break;
1555     case 16:
1556         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1557             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1558             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1559                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1560         }
1561         break;
1562     case 24:
1563         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1564             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1565             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1566                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1567         }
1568         break;
1569     }
1570
1571     s->samples -= blockstodecode;
1572
1573     *got_frame_ptr = 1;
1574
1575     return (s->samples == 0) ? avpkt->size : 0;
1576 }
1577
1578 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1579 {
1580     APEContext *s = avctx->priv_data;
1581     s->samples= 0;
1582 }
1583
1584 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1585 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1586 static const AVOption options[] = {
1587     { "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" },
1588     { "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" },
1589     { NULL},
1590 };
1591
1592 static const AVClass ape_decoder_class = {
1593     .class_name = "APE decoder",
1594     .item_name  = av_default_item_name,
1595     .option     = options,
1596     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1597 };
1598
1599 AVCodec ff_ape_decoder = {
1600     .name           = "ape",
1601     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1602     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1603     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1604     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1605     .init           = ape_decode_init,
1606     .close          = ape_decode_close,
1607     .decode         = ape_decode_frame,
1608     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DELAY |
1609                       AV_CODEC_CAP_DR1,
1610     .flush          = ape_flush,
1611     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1612                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1613                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1614                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1615     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1616 };