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 #include "avcodec.h"
  29 #include "dsputil.h"
  30 #include "bytestream.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "unary.h"
  34
  35 /**
  36  * @file
  37  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  38  */
  39
  40 #define MAX_CHANNELS        2
  41 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  42
  43 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  44 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  45 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  46
  47 #define HISTORY_SIZE 512
  48 #define PREDICTOR_ORDER 8
  49 /** Total size of all predictor histories */
  50 #define PREDICTOR_SIZE 50
  51
  52 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  53 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  54 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  55 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  56
  57 #define YADAPTCOEFFSA 18
  58 #define XADAPTCOEFFSA 14
  59 #define YADAPTCOEFFSB 10
  60 #define XADAPTCOEFFSB 5
  61
  62 /**
  63  * Possible compression levels
  64  * @{
  65  */
  66 enum APECompressionLevel {
  67     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  68     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  69     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  70     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  71     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  72 };
  73 /** @} */
  74
  75 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  76
  77 /** Filter orders depending on compression level */
  78 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  79     {  0,   0,    0 },
  80     { 16,   0,    0 },
  81     { 64,   0,    0 },
  82     { 32, 256,    0 },
  83     { 16, 256, 1280 }
  84 };
  85
  86 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  87 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  88     {  0,  0,  0 },
  89     { 11,  0,  0 },
  90     { 11,  0,  0 },
  91     { 10, 13,  0 },
  92     { 11, 13, 15 }
  93 };
  94
  95
  96 /** Filters applied to the decoded data */
  97 typedef struct APEFilter {
  98     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  99     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
 100     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
 101     int16_t *delay;         ///< filtered values
 102
 103     int avg;
 104 } APEFilter;
 105
 106 typedef struct APERice {
 107     uint32_t k;
 108     uint32_t ksum;
 109 } APERice;
 110
 111 typedef struct APERangecoder {
 112     uint32_t low;           ///< low end of interval
 113     uint32_t range;         ///< length of interval
 114     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 115     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 116 } APERangecoder;
 117
 118 /** Filter histories */
 119 typedef struct APEPredictor {
 120     int32_t *buf;
 121
 122     int32_t lastA[2];
 123
 124     int32_t filterA[2];
 125     int32_t filterB[2];
 126
 127     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 128     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 129     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 130
 131     unsigned int sample_pos;
 132 } APEPredictor;
 133
 134 /** Decoder context */
 135 typedef struct APEContext {
 136     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 137     AVCodecContext *avctx;
 138     DSPContext dsp;
 139     int channels;
 140     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 141     int bps;
 142
 143     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 144     int compression_level;                   ///< compression levels
 145     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 146     int flags;                               ///< global decoder flags
 147
 148     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 149     int frameflags;                          ///< frame flags
 150     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 151
 152     int32_t *decoded_buffer;
 153     int decoded_size;
 154     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 155     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 156
 157     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 158
 159     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 160     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 161     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 162     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 163     GetBitContext gb;
 164
 165     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 166     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 167     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 168     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 169
 170     int error;
 171
 172     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 173     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 174     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 175     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 176 } APEContext;
 177
 178 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 179                               int32_t *decoded1, int count);
 180
 181 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 182 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 183 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 184 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 185 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 186 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 187 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 188 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 189 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 190
 191 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 192 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 193 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 194 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 195 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 196 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 197
 198 // TODO: dsputilize
 199
 200 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 201 {
 202     APEContext *s = avctx->priv_data;
 203     int i;
 204
 205     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 206         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 207
 208     av_freep(&s->decoded_buffer);
 209     av_freep(&s->data);
 210     s->decoded_size = s->data_size = 0;
 211
 212     return 0;
 213 }
 214
 215 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 216 {
 217     APEContext *s = avctx->priv_data;
 218     int i;
 219
 220     if (avctx->extradata_size != 6) {
 221         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 222         return AVERROR(EINVAL);
 223     }
 224     if (avctx->channels > 2) {
 225         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 226         return AVERROR(EINVAL);
 227     }
 228     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
 229     switch (s->bps) {
 230     case 8:
 231         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 232         break;
 233     case 16:
 234         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 235         break;
 236     case 24:
 237         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 238         break;
 239     default:
 240         avpriv_request_sample(avctx,
 241                               "%d bits per coded sample", s->bps);
 242         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 243     }
 244     s->avctx             = avctx;
 245     s->channels          = avctx->channels;
 246     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 247     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 248     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 249
 250     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 251            s->compression_level, s->flags);
 252     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 253         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
 254         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 255                s->compression_level);
 256         return AVERROR_INVALIDDATA;
 257     }
 258     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 259     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 260         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 261             break;
 262         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 263                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 264                          filter_alloc_fail);
 265     }
 266
 267     if (s->fileversion < 3860) {
 268         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
 269         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
 270     } else if (s->fileversion < 3900) {
 271         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
 272         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
 273     } else if (s->fileversion < 3930) {
 274         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 275         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
 276     } else if (s->fileversion < 3990) {
 277         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 278         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
 279     } else {
 280         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
 281         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
 282     }
 283
 284     if (s->fileversion < 3930) {
 285         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
 286         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
 287     } else if (s->fileversion < 3950) {
 288         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
 289         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
 290     } else {
 291         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
 292         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
 293     }
 294
 295     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 296     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 297
 298     return 0;
 299 filter_alloc_fail:
 300     ape_decode_close(avctx);
 301     return AVERROR(ENOMEM);
 302 }
 303
 304 /**
 305  * @name APE range decoding functions
 306  * @{
 307  */
 308
 309 #define CODE_BITS    32
 310 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 311 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 312 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 313 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 314
 315 /** Start the decoder */
 316 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 317 {
 318     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 319     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 320     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 321 }
 322
 323 /** Perform normalization */
 324 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 325 {
 326     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 327         ctx->rc.buffer <<= 8;
 328         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 329             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 330             ctx->ptr++;
 331         } else {
 332             ctx->error = 1;
 333         }
 334         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 335         ctx->rc.range  <<= 8;
 336     }
 337 }
 338
 339 /**
 340  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 341  * @param ctx decoder context
 342  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 343  * @return the culmulative frequency
 344  */
 345 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 346 {
 347     range_dec_normalize(ctx);
 348     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 349     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 350 }
 351
 352 /**
 353  * Decode value with given size in bits
 354  * @param ctx decoder context
 355  * @param shift number of bits to decode
 356  */
 357 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 358 {
 359     range_dec_normalize(ctx);
 360     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 361     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 362 }
 363
 364
 365 /**
 366  * Update decoding state
 367  * @param ctx decoder context
 368  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 369  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 370  */
 371 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 372 {
 373     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 374     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 375 }
 376
 377 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 378 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 379 {
 380     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 381     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 382     return sym;
 383 }
 384
 385
 386 #define MODEL_ELEMENTS 64
 387
 388 /**
 389  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 390  */
 391 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 392         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 393     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 394     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 395 };
 396
 397 /**
 398  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 399  */
 400 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 401     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 402     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 403     19, 11, 7, 4, 2,
 404 };
 405
 406 /**
 407  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 408  */
 409 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 410         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 411     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 412     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 413 };
 414
 415 /**
 416  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 417  */
 418 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 419     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 420     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 421     3, 2, 1, 1, 1,
 422 };
 423
 424 /**
 425  * Decode symbol
 426  * @param ctx decoder context
 427  * @param counts probability range start position
 428  * @param counts_diff probability range widths
 429  */
 430 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 431                                    const uint16_t counts[],
 432                                    const uint16_t counts_diff[])
 433 {
 434     int symbol, cf;
 435
 436     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 437
 438     if(cf > 65492){
 439         symbol= cf - 65535 + 63;
 440         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 441         if(cf > 65535)
 442             ctx->error=1;
 443         return symbol;
 444     }
 445     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 446     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 447
 448     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 449
 450     return symbol;
 451 }
 452 /** @} */ // group rangecoder
 453
 454 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 455 {
 456     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 457     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 458
 459     if (rice->ksum < lim)
 460         rice->k--;
 461     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 462         rice->k++;
 463 }
 464
 465 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
 466 {
 467     unsigned int x;
 468
 469     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 470
 471     if (k)
 472         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
 473
 474     return x;
 475 }
 476
 477 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 478                                         APERice *rice)
 479 {
 480     unsigned int x, overflow;
 481
 482     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 483
 484     if (ctx->fileversion > 3880) {
 485         while (overflow >= 16) {
 486             overflow -= 16;
 487             rice->k  += 4;
 488         }
 489     }
 490
 491     if (!rice->k)
 492         x = overflow;
 493     else
 494         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
 495
 496     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 497     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 498         rice->k--;
 499     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 500         rice->k++;
 501
 502     /* Convert to signed */
 503     if (x & 1)
 504         return (x >> 1) + 1;
 505     else
 506         return -(x >> 1);
 507 }
 508
 509 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 510 {
 511     unsigned int x, overflow;
 512     int tmpk;
 513
 514     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 515
 516     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 517         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 518         overflow = 0;
 519     } else
 520         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 521
 522     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910)
 523         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 524     else if (tmpk <= 32) {
 525         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 526         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 527     } else {
 528         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 529         return AVERROR_INVALIDDATA;
 530     }
 531     x += overflow << tmpk;
 532
 533     update_rice(rice, x);
 534
 535     /* Convert to signed */
 536     if (x & 1)
 537         return (x >> 1) + 1;
 538     else
 539         return -(x >> 1);
 540 }
 541
 542 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 543 {
 544     unsigned int x, overflow;
 545     int base, pivot;
 546
 547     pivot = rice->ksum >> 5;
 548     if (pivot == 0)
 549         pivot = 1;
 550
 551     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 552
 553     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 554         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 555         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 556     }
 557
 558     if (pivot < 0x10000) {
 559         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 560         range_decode_update(ctx, 1, base);
 561     } else {
 562         int base_hi = pivot, base_lo;
 563         int bbits = 0;
 564
 565         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 566             base_hi >>= 1;
 567             bbits++;
 568         }
 569         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 570         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 571         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 572         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 573
 574         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 575     }
 576
 577     x = base + overflow * pivot;
 578
 579     update_rice(rice, x);
 580
 581     /* Convert to signed */
 582     if (x & 1)
 583         return (x >> 1) + 1;
 584     else
 585         return -(x >> 1);
 586 }
 587
 588 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 589                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 590 {
 591     int i;
 592     int ksummax, ksummin;
 593
 594     rice->ksum = 0;
 595     for (i = 0; i < 5; i++) {
 596         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 597         rice->ksum += out[i];
 598     }
 599     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 600     for (; i < 64; i++) {
 601         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 602         rice->ksum += out[i];
 603         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 604     }
 605     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 606     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 607     for (; i < blockstodecode; i++) {
 608         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 609         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 610         while (rice->ksum < ksummin) {
 611             rice->k--;
 612             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 613             ksummax >>= 1;
 614         }
 615         while (rice->ksum >= ksummax) {
 616             rice->k++;
 617             if (rice->k > 24)
 618                 return;
 619             ksummax <<= 1;
 620             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 621         }
 622     }
 623
 624     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 625         if (out[i] & 1)
 626             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
 627         else
 628             out[i] = -(out[i] >> 1);
 629     }
 630 }
 631
 632 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 633 {
 634     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 635                       blockstodecode);
 636 }
 637
 638 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 639 {
 640     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 641                       blockstodecode);
 642     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 643                       blockstodecode);
 644 }
 645
 646 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 647 {
 648     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 649
 650     while (blockstodecode--)
 651         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 652 }
 653
 654 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 655 {
 656     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 657     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 658     int blocks = blockstodecode;
 659
 660     while (blockstodecode--)
 661         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 662     while (blocks--)
 663         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 664 }
 665
 666 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 667 {
 668     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 669
 670     while (blockstodecode--)
 671         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 672 }
 673
 674 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 675 {
 676     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 677     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 678     int blocks = blockstodecode;
 679
 680     while (blockstodecode--)
 681         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 682     range_dec_normalize(ctx);
 683     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 684     ctx->ptr -= 1;
 685     range_start_decoding(ctx);
 686     while (blocks--)
 687         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 688 }
 689
 690 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 691 {
 692     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 693     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 694
 695     while (blockstodecode--) {
 696         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 697         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 698     }
 699 }
 700
 701 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 702 {
 703     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 704
 705     while (blockstodecode--)
 706         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 707 }
 708
 709 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 710 {
 711     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 712     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 713
 714     while (blockstodecode--) {
 715         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 716         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 717     }
 718 }
 719
 720 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 721 {
 722     /* Read the CRC */
 723     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 724         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 725             return AVERROR_INVALIDDATA;
 726         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 727     } else {
 728         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 729     }
 730
 731     /* Read the frame flags if they exist */
 732     ctx->frameflags = 0;
 733     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 734         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 735
 736         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 737             return AVERROR_INVALIDDATA;
 738         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 739     }
 740
 741     /* Initialize the rice structs */
 742     ctx->riceX.k = 10;
 743     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 744     ctx->riceY.k = 10;
 745     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 746
 747     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 748         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 749         ctx->ptr++;
 750
 751         range_start_decoding(ctx);
 752     }
 753
 754     return 0;
 755 }
 756
 757 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 758     375,
 759 };
 760
 761 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 762     64, 115, 64,
 763 };
 764
 765 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 766     740, 0
 767 };
 768
 769 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 770     360, 317, -109, 98
 771 };
 772
 773 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 774 {
 775     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 776
 777     /* Zero the history buffers */
 778     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 779     p->buf = p->historybuffer;
 780
 781     /* Initialize and zero the coefficients */
 782     if (ctx->fileversion < 3930) {
 783         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 784             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 785                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 786             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 787                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 788         } else {
 789             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 790                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 791             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 792                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 793         }
 794     } else {
 795         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 796         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 797     }
 798     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 799     if (ctx->fileversion < 3930) {
 800         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 801                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 802         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 803                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 804     }
 805
 806     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 807     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 808     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 809
 810     p->sample_pos = 0;
 811 }
 812
 813 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 814 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 815     return (x < 0) - (x > 0);
 816 }
 817
 818 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 819                                              const int decoded, const int filter,
 820                                              const int delayA)
 821 {
 822     int32_t predictionA;
 823
 824     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 825     if (p->sample_pos < 3) {
 826         p->lastA[filter]   = decoded;
 827         p->filterA[filter] = decoded;
 828         return decoded;
 829     }
 830
 831     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
 832     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
 833
 834     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 835         p->coeffsA[filter][0]++;
 836     else
 837         p->coeffsA[filter][0]--;
 838
 839     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
 840
 841     return p->filterA[filter];
 842 }
 843
 844 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 845                                         const int decoded, const int filter,
 846                                         const int delayA,  const int delayB,
 847                                         const int start,   const int shift)
 848 {
 849     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 850     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 851
 852     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 853     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 854     if (p->sample_pos < start) {
 855         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 856         p->lastA[filter]   = decoded;
 857         p->filterB[filter] = decoded;
 858         p->filterA[filter] = predictionA;
 859         return predictionA;
 860     }
 861     d2 =  p->buf[delayA];
 862     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
 863     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
 864     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
 865     d4 =  p->buf[delayB];
 866
 867     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 868                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 869                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 870
 871     sign = APESIGN(decoded);
 872     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 873     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 874     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 875
 876     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 877                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 878     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 879     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 880     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 881     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 882
 883     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 884     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 885
 886     return p->filterA[filter];
 887 }
 888
 889 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
 890                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
 891 {
 892     int i, j;
 893     int32_t dotprod, sign;
 894
 895     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 896     for (i = 0; i < order; i++)
 897         delay[i] = buffer[i];
 898     for (i = order; i < length; i++) {
 899         dotprod = 0;
 900         sign = APESIGN(buffer[i]);
 901         for (j = 0; j < order; j++) {
 902             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 903             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 904         }
 905         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 906         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 907             delay[j] = delay[j + 1];
 908         delay[order - 1] = buffer[i];
 909     }
 910 }
 911
 912 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 913 {
 914     int i, j;
 915     int32_t dotprod, sign;
 916     int32_t coeffs[8], delay[8];
 917
 918     memset(coeffs, 0, sizeof(coeffs));
 919     memset(delay,  0, sizeof(delay));
 920     for (i = 0; i < length; i++) {
 921         dotprod = 0;
 922         sign = APESIGN(buffer[i]);
 923         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 924             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 925             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 926         }
 927         for (j = 7; j > 0; j--)
 928             delay[j] = delay[j - 1];
 929         delay[0] = buffer[i];
 930         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 931     }
 932 }
 933
 934 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 935 {
 936     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 937     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 938     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 939     int32_t coeffs[256], delay[256];
 940     int start = 4, shift = 10;
 941
 942     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 943         start = 16;
 944         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 945         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
 946     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 947         int order = 128, shift2 = 11;
 948
 949         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 950             order <<= 1;
 951             shift++;
 952             shift2++;
 953             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 954             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 955         }
 956         start = order;
 957         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
 958         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
 959     }
 960
 961     while (count--) {
 962         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 963         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 964             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 965             decoded0++;
 966             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 967             decoded1++;
 968         } else {
 969             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 970                                     start, shift);
 971             decoded0++;
 972             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 973                                     start, shift);
 974             decoded1++;
 975         }
 976
 977         /* Combined */
 978         p->buf++;
 979         p->sample_pos++;
 980
 981         /* Have we filled the history buffer? */
 982         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 983             memmove(p->historybuffer, p->buf,
 984                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 985             p->buf = p->historybuffer;
 986         }
 987     }
 988 }
 989
 990 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
 991 {
 992     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 993     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 994     int32_t coeffs[256], delay[256];
 995     int start = 4, shift = 10;
 996
 997     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 998         start = 16;
 999         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
1000     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1001         int order = 128, shift2 = 11;
1002
1003         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1004             order <<= 1;
1005             shift++;
1006             shift2++;
1007             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1008         }
1009         start = order;
1010         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1011     }
1012
1013     while (count--) {
1014         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1015             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1016             decoded0++;
1017         } else {
1018             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1019                                     start, shift);
1020             decoded0++;
1021         }
1022
1023         /* Combined */
1024         p->buf++;
1025         p->sample_pos++;
1026
1027         /* Have we filled the history buffer? */
1028         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1029             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1030                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1031             p->buf = p->historybuffer;
1032         }
1033     }
1034 }
1035
1036 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1037                                                   const int decoded, const int filter,
1038                                                   const int delayA)
1039 {
1040     int32_t predictionA, sign;
1041     int32_t d0, d1, d2, d3;
1042
1043     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1044     d0 = p->buf[delayA    ];
1045     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1046     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1047     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1048
1049     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1050                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1051                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1052                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1053
1054     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1055     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1056
1057     sign = APESIGN(decoded);
1058     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1059     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1060     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1061     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1062
1063     return p->filterA[filter];
1064 }
1065
1066 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1067 {
1068     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1069     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1070     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1071
1072     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1073
1074     while (count--) {
1075         /* Predictor Y */
1076         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1077         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1078         decoded0++;
1079         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1080         decoded1++;
1081
1082         /* Combined */
1083         p->buf++;
1084
1085         /* Have we filled the history buffer? */
1086         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1087             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1088                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1089             p->buf = p->historybuffer;
1090         }
1091     }
1092 }
1093
1094 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1095 {
1096     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1097     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1098
1099     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1100
1101     while (count--) {
1102         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1103         decoded0++;
1104
1105         p->buf++;
1106
1107         /* Have we filled the history buffer? */
1108         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1109             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1110                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1111             p->buf = p->historybuffer;
1112         }
1113     }
1114 }
1115
1116 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1117                                                     const int decoded, const int filter,
1118                                                     const int delayA,  const int delayB,
1119                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1120 {
1121     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1122
1123     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1124     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1125     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1126     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1127
1128     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1129                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1130                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1131                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1132
1133     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1134     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1135     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1136     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1137     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1138     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1139
1140     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1141                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1142                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1143                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1144                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1145
1146     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1147     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1148
1149     sign = APESIGN(decoded);
1150     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1151     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1152     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1153     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1154     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1155     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1156     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1157     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1158     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1159
1160     return p->filterA[filter];
1161 }
1162
1163 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1164 {
1165     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1166     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1167     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1168
1169     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1170
1171     while (count--) {
1172         /* Predictor Y */
1173         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1174                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1175         decoded0++;
1176         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1177                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1178         decoded1++;
1179
1180         /* Combined */
1181         p->buf++;
1182
1183         /* Have we filled the history buffer? */
1184         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1185             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1186                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1187             p->buf = p->historybuffer;
1188         }
1189     }
1190 }
1191
1192 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1193 {
1194     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1195     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1196     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1197
1198     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1199
1200     currentA = p->lastA[0];
1201
1202     while (count--) {
1203         A = *decoded0;
1204
1205         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1206         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1207
1208         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1209                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1210                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1211                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1212
1213         currentA = A + (predictionA >> 10);
1214
1215         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1216         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1217
1218         sign = APESIGN(A);
1219         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1220         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1221         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1222         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1223
1224         p->buf++;
1225
1226         /* Have we filled the history buffer? */
1227         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1228             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1229                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1230             p->buf = p->historybuffer;
1231         }
1232
1233         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1234         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1235     }
1236
1237     p->lastA[0] = currentA;
1238 }
1239
1240 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1241 {
1242     f->coeffs = buf;
1243     f->historybuffer = buf + order;
1244     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1245     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1246
1247     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1248     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1249     f->avg = 0;
1250 }
1251
1252 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1253 {
1254     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1255     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1256 }
1257
1258 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1259                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1260 {
1261     int res;
1262     int absres;
1263
1264     while (count--) {
1265         /* round fixedpoint scalar product */
1266         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
1267                                                     f->adaptcoeffs - order,
1268                                                     order, APESIGN(*data));
1269         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1270         res += *data;
1271         *data++ = res;
1272
1273         /* Update the output history */
1274         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1275
1276         if (version < 3980) {
1277             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1278             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1279             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1280             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1281         } else {
1282             /* Version 3.98 and later files */
1283
1284             /* Update the adaption coefficients */
1285             absres = FFABS(res);
1286             if (absres)
1287                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1288                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1289             else
1290                 *f->adaptcoeffs = 0;
1291
1292             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1293
1294             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1295             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1296             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1297         }
1298
1299         f->adaptcoeffs++;
1300
1301         /* Have we filled the history buffer? */
1302         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1303             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1304                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1305             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1306             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1307         }
1308     }
1309 }
1310
1311 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1312                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1313                          int count, int order, int fracbits)
1314 {
1315     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1316     if (data1)
1317         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1318 }
1319
1320 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1321                               int32_t *decoded1, int count)
1322 {
1323     int i;
1324
1325     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1326         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1327             break;
1328         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1329                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1330                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1331     }
1332 }
1333
1334 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1335 {
1336     int i, ret;
1337     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1338         return ret;
1339     init_predictor_decoder(ctx);
1340
1341     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1342         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1343             break;
1344         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1345                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1346     }
1347     return 0;
1348 }
1349
1350 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1351 {
1352     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1353         /* We are pure silence, so we're done. */
1354         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1355         return;
1356     }
1357
1358     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1359
1360     /* Now apply the predictor decoding */
1361     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1362
1363     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1364     if (ctx->channels == 2) {
1365         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1366     }
1367 }
1368
1369 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1370 {
1371     int32_t left, right;
1372     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1373     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1374
1375     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1376         /* We are pure silence, so we're done. */
1377         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1378         return;
1379     }
1380
1381     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1382
1383     /* Now apply the predictor decoding */
1384     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1385
1386     /* Decorrelate and scale to output depth */
1387     while (count--) {
1388         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1389         right = left + *decoded0;
1390
1391         *(decoded0++) = left;
1392         *(decoded1++) = right;
1393     }
1394 }
1395
1396 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1397                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1398 {
1399     AVFrame *frame     = data;
1400     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1401     APEContext *s = avctx->priv_data;
1402     uint8_t *sample8;
1403     int16_t *sample16;
1404     int32_t *sample24;
1405     int i, ch, ret;
1406     int blockstodecode;
1407
1408     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1409        check it just to make sure. */
1410     av_assert0(s->samples >= 0);
1411
1412     if(!s->samples){
1413         uint32_t nblocks, offset;
1414         int buf_size;
1415
1416         if (!avpkt->size) {
1417             *got_frame_ptr = 0;
1418             return 0;
1419         }
1420         if (avpkt->size < 8) {
1421             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1422             return AVERROR_INVALIDDATA;
1423         }
1424         buf_size = avpkt->size & ~3;
1425         if (buf_size != avpkt->size) {
1426             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1427                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1428         }
1429         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1430             buf_size += 2;
1431         av_fast_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1432         if (!s->data)
1433             return AVERROR(ENOMEM);
1434         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
1435         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1436         s->ptr = s->data;
1437         s->data_end = s->data + buf_size;
1438
1439         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1440         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1441         if (s->fileversion >= 3900) {
1442             if (offset > 3) {
1443                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1444                 s->data = NULL;
1445                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1446             }
1447             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1448                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1449                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1450             }
1451             s->ptr += offset;
1452         } else {
1453             init_get_bits(&s->gb, s->ptr, (s->data_end - s->ptr) * 8);
1454             if (s->fileversion > 3800)
1455                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1456             else
1457                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1458         }
1459
1460         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1461             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1462                    nblocks);
1463             return AVERROR_INVALIDDATA;
1464         }
1465         s->samples = nblocks;
1466
1467         /* Initialize the frame decoder */
1468         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1469             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1470             return AVERROR_INVALIDDATA;
1471         }
1472
1473     }
1474
1475     if (!s->data) {
1476         *got_frame_ptr = 0;
1477         return avpkt->size;
1478     }
1479
1480     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1481     // for old files coefficients were not interleaved,
1482     // so we need to decode all of them at once
1483     if (s->fileversion < 3930)
1484         blockstodecode = s->samples;
1485
1486     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1487     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1488                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1489     if (!s->decoded_buffer)
1490         return AVERROR(ENOMEM);
1491     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1492     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1493     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1494
1495     /* get output buffer */
1496     frame->nb_samples = blockstodecode;
1497     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1498         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1499         return ret;
1500     }
1501
1502     s->error=0;
1503
1504     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1505         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1506     else
1507         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1508     emms_c();
1509
1510     if (s->error) {
1511         s->samples=0;
1512         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1513         return AVERROR_INVALIDDATA;
1514     }
1515
1516     switch (s->bps) {
1517     case 8:
1518         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1519             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1520             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1521                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1522         }
1523         break;
1524     case 16:
1525         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1526             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1527             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1528                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1529         }
1530         break;
1531     case 24:
1532         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1533             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1534             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1535                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1536         }
1537         break;
1538     }
1539
1540     s->samples -= blockstodecode;
1541
1542     *got_frame_ptr = 1;
1543
1544     return (s->samples == 0) ? avpkt->size : 0;
1545 }
1546
1547 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1548 {
1549     APEContext *s = avctx->priv_data;
1550     s->samples= 0;
1551 }
1552
1553 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1554 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1555 static const AVOption options[] = {
1556     { "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" },
1557     { "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" },
1558     { NULL},
1559 };
1560
1561 static const AVClass ape_decoder_class = {
1562     .class_name = "APE decoder",
1563     .item_name  = av_default_item_name,
1564     .option     = options,
1565     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1566 };
1567
1568 AVCodec ff_ape_decoder = {
1569     .name           = "ape",
1570     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1571     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1572     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1573     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1574     .init           = ape_decode_init,
1575     .close          = ape_decode_close,
1576     .decode         = ape_decode_frame,
1577     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1578     .flush          = ape_flush,
1579     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1580                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1581                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1582                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1583     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1584 };