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 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "dsputil.h"
  26 #include "get_bits.h"
  27 #include "bytestream.h"
  28 #include "libavutil/audioconvert.h"
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30
  31 /**
  32  * @file
  33  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  34  */
  35
  36 #define BLOCKS_PER_LOOP     4608
  37 #define MAX_CHANNELS        2
  38 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  39
  40 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  41 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  42 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  43
  44 #define HISTORY_SIZE 512
  45 #define PREDICTOR_ORDER 8
  46 /** Total size of all predictor histories */
  47 #define PREDICTOR_SIZE 50
  48
  49 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  50 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  51 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  52 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  53
  54 #define YADAPTCOEFFSA 18
  55 #define XADAPTCOEFFSA 14
  56 #define YADAPTCOEFFSB 10
  57 #define XADAPTCOEFFSB 5
  58
  59 /**
  60  * Possible compression levels
  61  * @{
  62  */
  63 enum APECompressionLevel {
  64     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  65     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  66     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  67     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  68     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  69 };
  70 /** @} */
  71
  72 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  73
  74 /** Filter orders depending on compression level */
  75 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  76     {  0,   0,    0 },
  77     { 16,   0,    0 },
  78     { 64,   0,    0 },
  79     { 32, 256,    0 },
  80     { 16, 256, 1280 }
  81 };
  82
  83 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  84 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  85     {  0,  0,  0 },
  86     { 11,  0,  0 },
  87     { 11,  0,  0 },
  88     { 10, 13,  0 },
  89     { 11, 13, 15 }
  90 };
  91
  92
  93 /** Filters applied to the decoded data */
  94 typedef struct APEFilter {
  95     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  96     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
  97     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
  98     int16_t *delay;         ///< filtered values
  99
 100     int avg;
 101 } APEFilter;
 102
 103 typedef struct APERice {
 104     uint32_t k;
 105     uint32_t ksum;
 106 } APERice;
 107
 108 typedef struct APERangecoder {
 109     uint32_t low;           ///< low end of interval
 110     uint32_t range;         ///< length of interval
 111     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 112     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 113 } APERangecoder;
 114
 115 /** Filter histories */
 116 typedef struct APEPredictor {
 117     int32_t *buf;
 118
 119     int32_t lastA[2];
 120
 121     int32_t filterA[2];
 122     int32_t filterB[2];
 123
 124     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 125     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 126     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 127 } APEPredictor;
 128
 129 /** Decoder context */
 130 typedef struct APEContext {
 131     AVCodecContext *avctx;
 132     DSPContext dsp;
 133     int channels;
 134     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 135
 136     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 137     int compression_level;                   ///< compression levels
 138     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 139     int flags;                               ///< global decoder flags
 140
 141     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 142     int frameflags;                          ///< frame flags
 143     int currentframeblocks;                  ///< samples (per channel) in current frame
 144     int blocksdecoded;                       ///< count of decoded samples in current frame
 145     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 146
 147     int32_t decoded0[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the first channel
 148     int32_t decoded1[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the second channel
 149
 150     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 151
 152     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 153     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 154     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 155     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 156
 157     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 158     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 159     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 160     const uint8_t *last_ptr;                 ///< position where last 4608-sample block ended
 161
 162     int error;
 163 } APEContext;
 164
 165 // TODO: dsputilize
 166
 167 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 168 {
 169     APEContext *s = avctx->priv_data;
 170     int i;
 171
 172     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 173         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 174
 175     av_freep(&s->data);
 176     return 0;
 177 }
 178
 179 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 180 {
 181     APEContext *s = avctx->priv_data;
 182     int i;
 183
 184     if (avctx->extradata_size != 6) {
 185         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 186         return AVERROR(EINVAL);
 187     }
 188     if (avctx->bits_per_coded_sample != 16) {
 189         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 16-bit samples are supported\n");
 190         return AVERROR(EINVAL);
 191     }
 192     if (avctx->channels > 2) {
 193         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 194         return AVERROR(EINVAL);
 195     }
 196     s->avctx             = avctx;
 197     s->channels          = avctx->channels;
 198     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 199     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 200     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 201
 202     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 203            s->compression_level, s->flags);
 204     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE) {
 205         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 206                s->compression_level);
 207         return AVERROR_INVALIDDATA;
 208     }
 209     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 210     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 211         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 212             break;
 213         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 214                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 215                          filter_alloc_fail);
 216     }
 217
 218     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 219     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 220     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 221     return 0;
 222 filter_alloc_fail:
 223     ape_decode_close(avctx);
 224     return AVERROR(ENOMEM);
 225 }
 226
 227 /**
 228  * @name APE range decoding functions
 229  * @{
 230  */
 231
 232 #define CODE_BITS    32
 233 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 234 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 235 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 236 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 237
 238 /** Start the decoder */
 239 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 240 {
 241     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 242     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 243     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 244 }
 245
 246 /** Perform normalization */
 247 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 248 {
 249     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 250         ctx->rc.buffer <<= 8;
 251         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 252             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 253             ctx->ptr++;
 254         } else {
 255             ctx->error = 1;
 256         }
 257         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 258         ctx->rc.range  <<= 8;
 259     }
 260 }
 261
 262 /**
 263  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 264  * @param ctx decoder context
 265  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 266  * @return the culmulative frequency
 267  */
 268 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 269 {
 270     range_dec_normalize(ctx);
 271     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 272     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 273 }
 274
 275 /**
 276  * Decode value with given size in bits
 277  * @param ctx decoder context
 278  * @param shift number of bits to decode
 279  */
 280 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 281 {
 282     range_dec_normalize(ctx);
 283     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 284     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 285 }
 286
 287
 288 /**
 289  * Update decoding state
 290  * @param ctx decoder context
 291  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 292  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 293  */
 294 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 295 {
 296     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 297     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 298 }
 299
 300 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 301 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 302 {
 303     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 304     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 305     return sym;
 306 }
 307
 308
 309 #define MODEL_ELEMENTS 64
 310
 311 /**
 312  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 313  */
 314 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 315         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 316     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 317     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 318 };
 319
 320 /**
 321  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 322  */
 323 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 324     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 325     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 326     19, 11, 7, 4, 2,
 327 };
 328
 329 /**
 330  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 331  */
 332 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 333         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 334     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 335     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 336 };
 337
 338 /**
 339  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 340  */
 341 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 342     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 343     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 344     3, 2, 1, 1, 1,
 345 };
 346
 347 /**
 348  * Decode symbol
 349  * @param ctx decoder context
 350  * @param counts probability range start position
 351  * @param counts_diff probability range widths
 352  */
 353 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 354                                    const uint16_t counts[],
 355                                    const uint16_t counts_diff[])
 356 {
 357     int symbol, cf;
 358
 359     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 360
 361     if(cf > 65492){
 362         symbol= cf - 65535 + 63;
 363         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 364         if(cf > 65535)
 365             ctx->error=1;
 366         return symbol;
 367     }
 368     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 369     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 370
 371     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 372
 373     return symbol;
 374 }
 375 /** @} */ // group rangecoder
 376
 377 static inline void update_rice(APERice *rice, int x)
 378 {
 379     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 380     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 381
 382     if (rice->ksum < lim)
 383         rice->k--;
 384     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 385         rice->k++;
 386 }
 387
 388 static inline int ape_decode_value(APEContext *ctx, APERice *rice)
 389 {
 390     int x, overflow;
 391
 392     if (ctx->fileversion < 3990) {
 393         int tmpk;
 394
 395         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 396
 397         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 398             tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 399             overflow = 0;
 400         } else
 401             tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 402
 403         if (tmpk <= 16)
 404             x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 405         else {
 406             x = range_decode_bits(ctx, 16);
 407             x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 408         }
 409         x += overflow << tmpk;
 410     } else {
 411         int base, pivot;
 412
 413         pivot = rice->ksum >> 5;
 414         if (pivot == 0)
 415             pivot = 1;
 416
 417         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 418
 419         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 420             overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 421             overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 422         }
 423
 424         if (pivot < 0x10000) {
 425             base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 426             range_decode_update(ctx, 1, base);
 427         } else {
 428             int base_hi = pivot, base_lo;
 429             int bbits = 0;
 430
 431             while (base_hi & ~0xFFFF) {
 432                 base_hi >>= 1;
 433                 bbits++;
 434             }
 435             base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 436             range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 437             base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 438             range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 439
 440             base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 441         }
 442
 443         x = base + overflow * pivot;
 444     }
 445
 446     update_rice(rice, x);
 447
 448     /* Convert to signed */
 449     if (x & 1)
 450         return (x >> 1) + 1;
 451     else
 452         return -(x >> 1);
 453 }
 454
 455 static void entropy_decode(APEContext *ctx, int blockstodecode, int stereo)
 456 {
 457     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 458     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 459
 460     ctx->blocksdecoded = blockstodecode;
 461
 462     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 463         /* We are pure silence, just memset the output buffer. */
 464         memset(decoded0, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
 465         memset(decoded1, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
 466     } else {
 467         while (blockstodecode--) {
 468             *decoded0++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceY);
 469             if (stereo)
 470                 *decoded1++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceX);
 471         }
 472     }
 473
 474     if (ctx->blocksdecoded == ctx->currentframeblocks)
 475         range_dec_normalize(ctx);   /* normalize to use up all bytes */
 476 }
 477
 478 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 479 {
 480     /* Read the CRC */
 481     if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 482         return AVERROR_INVALIDDATA;
 483     ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 484
 485     /* Read the frame flags if they exist */
 486     ctx->frameflags = 0;
 487     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 488         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 489
 490         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 491             return AVERROR_INVALIDDATA;
 492         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 493     }
 494
 495     /* Keep a count of the blocks decoded in this frame */
 496     ctx->blocksdecoded = 0;
 497
 498     /* Initialize the rice structs */
 499     ctx->riceX.k = 10;
 500     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 501     ctx->riceY.k = 10;
 502     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 503
 504     /* The first 8 bits of input are ignored. */
 505     ctx->ptr++;
 506
 507     range_start_decoding(ctx);
 508
 509     return 0;
 510 }
 511
 512 static const int32_t initial_coeffs[4] = {
 513     360, 317, -109, 98
 514 };
 515
 516 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 517 {
 518     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 519
 520     /* Zero the history buffers */
 521     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 522     p->buf = p->historybuffer;
 523
 524     /* Initialize and zero the coefficients */
 525     memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
 526     memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
 527     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 528
 529     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 530     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 531     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 532 }
 533
 534 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 535 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 536     return (x < 0) - (x > 0);
 537 }
 538
 539 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
 540                                                     const int decoded, const int filter,
 541                                                     const int delayA,  const int delayB,
 542                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
 543 {
 544     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 545
 546     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
 547     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
 548     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
 549     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
 550
 551     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
 552                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
 553                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
 554                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
 555
 556     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
 557     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
 558     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
 559     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
 560     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
 561     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
 562
 563     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
 564                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
 565                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
 566                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
 567                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
 568
 569     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
 570     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 571
 572     sign = APESIGN(decoded);
 573     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
 574     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
 575     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
 576     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
 577     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
 578     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
 579     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
 580     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
 581     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
 582
 583     return p->filterA[filter];
 584 }
 585
 586 static void predictor_decode_stereo(APEContext *ctx, int count)
 587 {
 588     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 589     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 590     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 591
 592     while (count--) {
 593         /* Predictor Y */
 594         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 595                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
 596         decoded0++;
 597         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 598                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
 599         decoded1++;
 600
 601         /* Combined */
 602         p->buf++;
 603
 604         /* Have we filled the history buffer? */
 605         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 606             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 607             p->buf = p->historybuffer;
 608         }
 609     }
 610 }
 611
 612 static void predictor_decode_mono(APEContext *ctx, int count)
 613 {
 614     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 615     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 616     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
 617
 618     currentA = p->lastA[0];
 619
 620     while (count--) {
 621         A = *decoded0;
 622
 623         p->buf[YDELAYA] = currentA;
 624         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
 625
 626         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
 627                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
 628                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
 629                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
 630
 631         currentA = A + (predictionA >> 10);
 632
 633         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
 634         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
 635
 636         sign = APESIGN(A);
 637         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
 638         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
 639         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
 640         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
 641
 642         p->buf++;
 643
 644         /* Have we filled the history buffer? */
 645         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 646             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 647             p->buf = p->historybuffer;
 648         }
 649
 650         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
 651         *(decoded0++) = p->filterA[0];
 652     }
 653
 654     p->lastA[0] = currentA;
 655 }
 656
 657 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
 658 {
 659     f->coeffs = buf;
 660     f->historybuffer = buf + order;
 661     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
 662     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
 663
 664     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(int16_t));
 665     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(int16_t));
 666     f->avg = 0;
 667 }
 668
 669 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
 670 {
 671     do_init_filter(&f[0], buf, order);
 672     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
 673 }
 674
 675 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
 676                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
 677 {
 678     int res;
 679     int absres;
 680
 681     while (count--) {
 682         /* round fixedpoint scalar product */
 683         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
 684                                                     f->adaptcoeffs - order,
 685                                                     order, APESIGN(*data));
 686         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
 687         res += *data;
 688         *data++ = res;
 689
 690         /* Update the output history */
 691         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
 692
 693         if (version < 3980) {
 694             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
 695             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
 696             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
 697             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
 698         } else {
 699             /* Version 3.98 and later files */
 700
 701             /* Update the adaption coefficients */
 702             absres = FFABS(res);
 703             if (absres)
 704                 *f->adaptcoeffs = ((res & (1<<31)) - (1<<30)) >>
 705                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
 706             else
 707                 *f->adaptcoeffs = 0;
 708
 709             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
 710
 711             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
 712             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
 713             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
 714         }
 715
 716         f->adaptcoeffs++;
 717
 718         /* Have we filled the history buffer? */
 719         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
 720             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
 721                     (order * 2) * sizeof(int16_t));
 722             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
 723             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
 724         }
 725     }
 726 }
 727
 728 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
 729                          int32_t *data0, int32_t *data1,
 730                          int count, int order, int fracbits)
 731 {
 732     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
 733     if (data1)
 734         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
 735 }
 736
 737 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 738                               int32_t *decoded1, int count)
 739 {
 740     int i;
 741
 742     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 743         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
 744             break;
 745         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
 746                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
 747                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
 748     }
 749 }
 750
 751 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
 752 {
 753     int i, ret;
 754     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
 755         return ret;
 756     init_predictor_decoder(ctx);
 757
 758     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 759         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
 760             break;
 761         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
 762                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
 763     }
 764     return 0;
 765 }
 766
 767 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
 768 {
 769     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 770     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 771
 772     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 773         entropy_decode(ctx, count, 0);
 774         /* We are pure silence, so we're done. */
 775         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
 776         return;
 777     }
 778
 779     entropy_decode(ctx, count, 0);
 780     ape_apply_filters(ctx, decoded0, NULL, count);
 781
 782     /* Now apply the predictor decoding */
 783     predictor_decode_mono(ctx, count);
 784
 785     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
 786     if (ctx->channels == 2) {
 787         memcpy(decoded1, decoded0, count * sizeof(*decoded1));
 788     }
 789 }
 790
 791 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
 792 {
 793     int32_t left, right;
 794     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 795     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 796
 797     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 798         /* We are pure silence, so we're done. */
 799         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
 800         return;
 801     }
 802
 803     entropy_decode(ctx, count, 1);
 804     ape_apply_filters(ctx, decoded0, decoded1, count);
 805
 806     /* Now apply the predictor decoding */
 807     predictor_decode_stereo(ctx, count);
 808
 809     /* Decorrelate and scale to output depth */
 810     while (count--) {
 811         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
 812         right = left + *decoded0;
 813
 814         *(decoded0++) = left;
 815         *(decoded1++) = right;
 816     }
 817 }
 818
 819 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 820                             void *data, int *data_size,
 821                             AVPacket *avpkt)
 822 {
 823     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 824     int buf_size = avpkt->size;
 825     APEContext *s = avctx->priv_data;
 826     int16_t *samples = data;
 827     uint32_t nblocks;
 828     int i;
 829     int blockstodecode;
 830     int bytes_used;
 831
 832     /* should not happen but who knows */
 833     if (BLOCKS_PER_LOOP * 2 * avctx->channels > *data_size) {
 834         av_log (avctx, AV_LOG_ERROR, "Output buffer is too small.\n");
 835         return AVERROR(EINVAL);
 836     }
 837
 838     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
 839        check it just to make sure. */
 840     av_assert0(s->samples >= 0);
 841
 842     if(!s->samples){
 843         uint32_t offset;
 844         void *tmp_data;
 845
 846         if (buf_size < 8) {
 847             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 848             return AVERROR_INVALIDDATA;
 849         }
 850
 851         tmp_data = av_realloc(s->data, FFALIGN(buf_size, 4));
 852         if (!tmp_data)
 853             return AVERROR(ENOMEM);
 854         s->data = tmp_data;
 855         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
 856         s->ptr = s->last_ptr = s->data;
 857         s->data_end = s->data + buf_size;
 858
 859         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
 860         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
 861         if (offset > 3) {
 862             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
 863             s->data = NULL;
 864             return AVERROR_INVALIDDATA;
 865         }
 866         if (s->data_end - s->ptr < offset) {
 867             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 868             return AVERROR_INVALIDDATA;
 869         }
 870         s->ptr += offset;
 871
 872         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
 873             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %u.\n", nblocks);
 874             return AVERROR_INVALIDDATA;
 875         }
 876         s->currentframeblocks = s->samples = nblocks;
 877
 878         memset(s->decoded0,  0, sizeof(s->decoded0));
 879         memset(s->decoded1,  0, sizeof(s->decoded1));
 880
 881         /* Initialize the frame decoder */
 882         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
 883             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
 884             return AVERROR_INVALIDDATA;
 885         }
 886     }
 887
 888     if (!s->data) {
 889         *data_size = 0;
 890         return buf_size;
 891     }
 892
 893     nblocks = s->samples;
 894     blockstodecode = FFMIN(BLOCKS_PER_LOOP, nblocks);
 895
 896     s->error=0;
 897
 898     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
 899         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
 900     else
 901         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
 902     emms_c();
 903
 904     if (s->error) {
 905         s->samples=0;
 906         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
 907         return AVERROR_INVALIDDATA;
 908     }
 909
 910     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 911         *samples++ = s->decoded0[i];
 912         if(s->channels == 2)
 913             *samples++ = s->decoded1[i];
 914     }
 915
 916     s->samples -= blockstodecode;
 917
 918     *data_size = blockstodecode * 2 * s->channels;
 919     bytes_used = s->samples ? s->ptr - s->last_ptr : buf_size;
 920     s->last_ptr = s->ptr;
 921     return bytes_used;
 922 }
 923
 924 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
 925 {
 926     APEContext *s = avctx->priv_data;
 927     s->samples= 0;
 928 }
 929
 930 AVCodec ff_ape_decoder = {
 931     .name           = "ape",
 932     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 933     .id             = CODEC_ID_APE,
 934     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
 935     .init           = ape_decode_init,
 936     .close          = ape_decode_close,
 937     .decode         = ape_decode_frame,
 938     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
 939     .flush = ape_flush,
 940     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
 941 };