git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/apedec.c

   1 /*
   2  * Monkey's Audio lossless audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Benjamin Zores <ben@geexbox.org>
   4  *  based upon libdemac from Dave Chapman.
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/channel_layout.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "dsputil.h"
  28 #include "bytestream.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "unary.h"
  32
  33 /**
  34  * @file
  35  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  36  */
  37
  38 #define MAX_CHANNELS        2
  39 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  40
  41 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  42 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  43 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  44
  45 #define HISTORY_SIZE 512
  46 #define PREDICTOR_ORDER 8
  47 /** Total size of all predictor histories */
  48 #define PREDICTOR_SIZE 50
  49
  50 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  51 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  52 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  53 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  54
  55 #define YADAPTCOEFFSA 18
  56 #define XADAPTCOEFFSA 14
  57 #define YADAPTCOEFFSB 10
  58 #define XADAPTCOEFFSB 5
  59
  60 /**
  61  * Possible compression levels
  62  * @{
  63  */
  64 enum APECompressionLevel {
  65     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  66     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  67     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  68     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  69     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  70 };
  71 /** @} */
  72
  73 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  74
  75 /** Filter orders depending on compression level */
  76 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  77     {  0,   0,    0 },
  78     { 16,   0,    0 },
  79     { 64,   0,    0 },
  80     { 32, 256,    0 },
  81     { 16, 256, 1280 }
  82 };
  83
  84 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  85 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  86     {  0,  0,  0 },
  87     { 11,  0,  0 },
  88     { 11,  0,  0 },
  89     { 10, 13,  0 },
  90     { 11, 13, 15 }
  91 };
  92
  93
  94 /** Filters applied to the decoded data */
  95 typedef struct APEFilter {
  96     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  97     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
  98     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
  99     int16_t *delay;         ///< filtered values
 100
 101     int avg;
 102 } APEFilter;
 103
 104 typedef struct APERice {
 105     uint32_t k;
 106     uint32_t ksum;
 107 } APERice;
 108
 109 typedef struct APERangecoder {
 110     uint32_t low;           ///< low end of interval
 111     uint32_t range;         ///< length of interval
 112     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 113     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 114 } APERangecoder;
 115
 116 /** Filter histories */
 117 typedef struct APEPredictor {
 118     int32_t *buf;
 119
 120     int32_t lastA[2];
 121
 122     int32_t filterA[2];
 123     int32_t filterB[2];
 124
 125     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 126     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 127     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 128
 129     unsigned int sample_pos;
 130 } APEPredictor;
 131
 132 /** Decoder context */
 133 typedef struct APEContext {
 134     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 135     AVCodecContext *avctx;
 136     DSPContext dsp;
 137     int channels;
 138     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 139     int bps;
 140
 141     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 142     int compression_level;                   ///< compression levels
 143     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 144     int flags;                               ///< global decoder flags
 145
 146     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 147     int frameflags;                          ///< frame flags
 148     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 149
 150     int32_t *decoded_buffer;
 151     int decoded_size;
 152     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 153     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 154
 155     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 156
 157     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 158     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 159     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 160     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 161     GetBitContext gb;
 162
 163     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 164     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 165     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 166     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 167
 168     int error;
 169
 170     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 171     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 172     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 173     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 174 } APEContext;
 175
 176 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 177                               int32_t *decoded1, int count);
 178
 179 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 180 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 181 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 182 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 183 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 184 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 185 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 186 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 187 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 188
 189 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 190 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 191 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 192 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 193 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 194 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 195
 196 // TODO: dsputilize
 197
 198 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 199 {
 200     APEContext *s = avctx->priv_data;
 201     int i;
 202
 203     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 204         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 205
 206     av_freep(&s->decoded_buffer);
 207     av_freep(&s->data);
 208     s->decoded_size = s->data_size = 0;
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 214 {
 215     APEContext *s = avctx->priv_data;
 216     int i;
 217
 218     if (avctx->extradata_size != 6) {
 219         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 220         return AVERROR(EINVAL);
 221     }
 222     if (avctx->channels > 2) {
 223         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 224         return AVERROR(EINVAL);
 225     }
 226     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
 227     switch (s->bps) {
 228     case 8:
 229         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 230         break;
 231     case 16:
 232         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 233         break;
 234     case 24:
 235         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 236         break;
 237     default:
 238         avpriv_request_sample(avctx,
 239                               "%d bits per coded sample", s->bps);
 240         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 241     }
 242     s->avctx             = avctx;
 243     s->channels          = avctx->channels;
 244     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 245     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 246     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 247
 248     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 249            s->compression_level, s->flags);
 250     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 251         !s->compression_level ||
 252         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
 253         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 254                s->compression_level);
 255         return AVERROR_INVALIDDATA;
 256     }
 257     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 258     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 259         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 260             break;
 261         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 262                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 263                          filter_alloc_fail);
 264     }
 265
 266     if (s->fileversion < 3860) {
 267         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
 268         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
 269     } else if (s->fileversion < 3900) {
 270         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
 271         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
 272     } else if (s->fileversion < 3930) {
 273         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 274         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
 275     } else if (s->fileversion < 3990) {
 276         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 277         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
 278     } else {
 279         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
 280         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
 281     }
 282
 283     if (s->fileversion < 3930) {
 284         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
 285         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
 286     } else if (s->fileversion < 3950) {
 287         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
 288         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
 289     } else {
 290         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
 291         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
 292     }
 293
 294     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 295     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 296
 297     return 0;
 298 filter_alloc_fail:
 299     ape_decode_close(avctx);
 300     return AVERROR(ENOMEM);
 301 }
 302
 303 /**
 304  * @name APE range decoding functions
 305  * @{
 306  */
 307
 308 #define CODE_BITS    32
 309 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 310 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 311 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 312 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 313
 314 /** Start the decoder */
 315 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 316 {
 317     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 318     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 319     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 320 }
 321
 322 /** Perform normalization */
 323 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 324 {
 325     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 326         ctx->rc.buffer <<= 8;
 327         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 328             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 329             ctx->ptr++;
 330         } else {
 331             ctx->error = 1;
 332         }
 333         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 334         ctx->rc.range  <<= 8;
 335     }
 336 }
 337
 338 /**
 339  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 340  * @param ctx decoder context
 341  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 342  * @return the culmulative frequency
 343  */
 344 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 345 {
 346     range_dec_normalize(ctx);
 347     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 348     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 349 }
 350
 351 /**
 352  * Decode value with given size in bits
 353  * @param ctx decoder context
 354  * @param shift number of bits to decode
 355  */
 356 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 357 {
 358     range_dec_normalize(ctx);
 359     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 360     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 361 }
 362
 363
 364 /**
 365  * Update decoding state
 366  * @param ctx decoder context
 367  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 368  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 369  */
 370 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 371 {
 372     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 373     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 374 }
 375
 376 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 377 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 378 {
 379     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 380     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 381     return sym;
 382 }
 383
 384
 385 #define MODEL_ELEMENTS 64
 386
 387 /**
 388  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 389  */
 390 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 391         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 392     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 393     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 394 };
 395
 396 /**
 397  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 398  */
 399 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 400     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 401     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 402     19, 11, 7, 4, 2,
 403 };
 404
 405 /**
 406  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 407  */
 408 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 409         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 410     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 411     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 412 };
 413
 414 /**
 415  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 416  */
 417 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 418     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 419     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 420     3, 2, 1, 1, 1,
 421 };
 422
 423 /**
 424  * Decode symbol
 425  * @param ctx decoder context
 426  * @param counts probability range start position
 427  * @param counts_diff probability range widths
 428  */
 429 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 430                                    const uint16_t counts[],
 431                                    const uint16_t counts_diff[])
 432 {
 433     int symbol, cf;
 434
 435     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 436
 437     if(cf > 65492){
 438         symbol= cf - 65535 + 63;
 439         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 440         if(cf > 65535)
 441             ctx->error=1;
 442         return symbol;
 443     }
 444     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 445     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 446
 447     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 448
 449     return symbol;
 450 }
 451 /** @} */ // group rangecoder
 452
 453 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 454 {
 455     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 456     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 457
 458     if (rice->ksum < lim)
 459         rice->k--;
 460     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 461         rice->k++;
 462 }
 463
 464 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
 465 {
 466     unsigned int x;
 467
 468     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 469
 470     if (k)
 471         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
 472
 473     return x;
 474 }
 475
 476 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 477                                         APERice *rice)
 478 {
 479     unsigned int x, overflow;
 480
 481     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 482
 483     if (ctx->fileversion > 3880) {
 484         while (overflow >= 16) {
 485             overflow -= 16;
 486             rice->k  += 4;
 487         }
 488     }
 489
 490     if (!rice->k)
 491         x = overflow;
 492     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
 493         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
 494     } else {
 495         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", rice->k);
 496         return AVERROR_INVALIDDATA;
 497     }
 498     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 499     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 500         rice->k--;
 501     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 502         rice->k++;
 503
 504     /* Convert to signed */
 505     if (x & 1)
 506         return (x >> 1) + 1;
 507     else
 508         return -(x >> 1);
 509 }
 510
 511 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 512 {
 513     unsigned int x, overflow;
 514     int tmpk;
 515
 516     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 517
 518     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 519         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 520         overflow = 0;
 521     } else
 522         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 523
 524     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 525         if (tmpk > 23) {
 526             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 527             return AVERROR_INVALIDDATA;
 528         }
 529         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 530     } else if (tmpk <= 32) {
 531         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 532         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 533     } else {
 534         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 535         return AVERROR_INVALIDDATA;
 536     }
 537     x += overflow << tmpk;
 538
 539     update_rice(rice, x);
 540
 541     /* Convert to signed */
 542     if (x & 1)
 543         return (x >> 1) + 1;
 544     else
 545         return -(x >> 1);
 546 }
 547
 548 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 549 {
 550     unsigned int x, overflow;
 551     int base, pivot;
 552
 553     pivot = rice->ksum >> 5;
 554     if (pivot == 0)
 555         pivot = 1;
 556
 557     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 558
 559     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 560         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 561         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 562     }
 563
 564     if (pivot < 0x10000) {
 565         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 566         range_decode_update(ctx, 1, base);
 567     } else {
 568         int base_hi = pivot, base_lo;
 569         int bbits = 0;
 570
 571         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 572             base_hi >>= 1;
 573             bbits++;
 574         }
 575         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 576         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 577         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 578         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 579
 580         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 581     }
 582
 583     x = base + overflow * pivot;
 584
 585     update_rice(rice, x);
 586
 587     /* Convert to signed */
 588     if (x & 1)
 589         return (x >> 1) + 1;
 590     else
 591         return -(x >> 1);
 592 }
 593
 594 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 595                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 596 {
 597     int i;
 598     int ksummax, ksummin;
 599
 600     rice->ksum = 0;
 601     for (i = 0; i < 5; i++) {
 602         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 603         rice->ksum += out[i];
 604     }
 605     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 606     for (; i < 64; i++) {
 607         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 608         rice->ksum += out[i];
 609         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 610     }
 611     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 612     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 613     for (; i < blockstodecode; i++) {
 614         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 615         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 616         while (rice->ksum < ksummin) {
 617             rice->k--;
 618             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 619             ksummax >>= 1;
 620         }
 621         while (rice->ksum >= ksummax) {
 622             rice->k++;
 623             if (rice->k > 24)
 624                 return;
 625             ksummax <<= 1;
 626             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 627         }
 628     }
 629
 630     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 631         if (out[i] & 1)
 632             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
 633         else
 634             out[i] = -(out[i] >> 1);
 635     }
 636 }
 637
 638 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 639 {
 640     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 641                       blockstodecode);
 642 }
 643
 644 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 645 {
 646     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 647                       blockstodecode);
 648     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 649                       blockstodecode);
 650 }
 651
 652 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 653 {
 654     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 655
 656     while (blockstodecode--)
 657         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 658 }
 659
 660 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 661 {
 662     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 663     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 664     int blocks = blockstodecode;
 665
 666     while (blockstodecode--)
 667         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 668     while (blocks--)
 669         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 670 }
 671
 672 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 673 {
 674     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 675
 676     while (blockstodecode--)
 677         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 678 }
 679
 680 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 681 {
 682     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 683     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 684     int blocks = blockstodecode;
 685
 686     while (blockstodecode--)
 687         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 688     range_dec_normalize(ctx);
 689     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 690     ctx->ptr -= 1;
 691     range_start_decoding(ctx);
 692     while (blocks--)
 693         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 694 }
 695
 696 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 697 {
 698     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 699     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 700
 701     while (blockstodecode--) {
 702         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 703         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 704     }
 705 }
 706
 707 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 708 {
 709     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 710
 711     while (blockstodecode--)
 712         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 713 }
 714
 715 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 716 {
 717     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 718     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 719
 720     while (blockstodecode--) {
 721         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 722         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 723     }
 724 }
 725
 726 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 727 {
 728     /* Read the CRC */
 729     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 730         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 731             return AVERROR_INVALIDDATA;
 732         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 733     } else {
 734         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 735     }
 736
 737     /* Read the frame flags if they exist */
 738     ctx->frameflags = 0;
 739     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 740         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 741
 742         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 743             return AVERROR_INVALIDDATA;
 744         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 745     }
 746
 747     /* Initialize the rice structs */
 748     ctx->riceX.k = 10;
 749     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 750     ctx->riceY.k = 10;
 751     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 752
 753     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 754         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 755         ctx->ptr++;
 756
 757         range_start_decoding(ctx);
 758     }
 759
 760     return 0;
 761 }
 762
 763 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 764     375,
 765 };
 766
 767 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 768     64, 115, 64,
 769 };
 770
 771 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 772     740, 0
 773 };
 774
 775 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 776     360, 317, -109, 98
 777 };
 778
 779 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 780 {
 781     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 782
 783     /* Zero the history buffers */
 784     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 785     p->buf = p->historybuffer;
 786
 787     /* Initialize and zero the coefficients */
 788     if (ctx->fileversion < 3930) {
 789         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 790             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 791                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 792             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 793                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 794         } else {
 795             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 796                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 797             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 798                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 799         }
 800     } else {
 801         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 802         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 803     }
 804     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 805     if (ctx->fileversion < 3930) {
 806         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 807                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 808         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 809                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 810     }
 811
 812     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 813     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 814     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 815
 816     p->sample_pos = 0;
 817 }
 818
 819 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 820 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 821     return (x < 0) - (x > 0);
 822 }
 823
 824 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 825                                              const int decoded, const int filter,
 826                                              const int delayA)
 827 {
 828     int32_t predictionA;
 829
 830     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 831     if (p->sample_pos < 3) {
 832         p->lastA[filter]   = decoded;
 833         p->filterA[filter] = decoded;
 834         return decoded;
 835     }
 836
 837     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
 838     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
 839
 840     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 841         p->coeffsA[filter][0]++;
 842     else
 843         p->coeffsA[filter][0]--;
 844
 845     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
 846
 847     return p->filterA[filter];
 848 }
 849
 850 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 851                                         const int decoded, const int filter,
 852                                         const int delayA,  const int delayB,
 853                                         const int start,   const int shift)
 854 {
 855     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 856     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 857
 858     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 859     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 860     if (p->sample_pos < start) {
 861         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 862         p->lastA[filter]   = decoded;
 863         p->filterB[filter] = decoded;
 864         p->filterA[filter] = predictionA;
 865         return predictionA;
 866     }
 867     d2 =  p->buf[delayA];
 868     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
 869     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
 870     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
 871     d4 =  p->buf[delayB];
 872
 873     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 874                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 875                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 876
 877     sign = APESIGN(decoded);
 878     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 879     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 880     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 881
 882     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 883                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 884     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 885     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 886     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 887     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 888
 889     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 890     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 891
 892     return p->filterA[filter];
 893 }
 894
 895 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
 896                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
 897 {
 898     int i, j;
 899     int32_t dotprod, sign;
 900
 901     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 902     for (i = 0; i < order; i++)
 903         delay[i] = buffer[i];
 904     for (i = order; i < length; i++) {
 905         dotprod = 0;
 906         sign = APESIGN(buffer[i]);
 907         for (j = 0; j < order; j++) {
 908             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 909             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 910         }
 911         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 912         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 913             delay[j] = delay[j + 1];
 914         delay[order - 1] = buffer[i];
 915     }
 916 }
 917
 918 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 919 {
 920     int i, j;
 921     int32_t dotprod, sign;
 922     int32_t coeffs[8], delay[8];
 923
 924     memset(coeffs, 0, sizeof(coeffs));
 925     memset(delay,  0, sizeof(delay));
 926     for (i = 0; i < length; i++) {
 927         dotprod = 0;
 928         sign = APESIGN(buffer[i]);
 929         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 930             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 931             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 932         }
 933         for (j = 7; j > 0; j--)
 934             delay[j] = delay[j - 1];
 935         delay[0] = buffer[i];
 936         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 937     }
 938 }
 939
 940 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 941 {
 942     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 943     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 944     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 945     int32_t coeffs[256], delay[256];
 946     int start = 4, shift = 10;
 947
 948     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 949         start = 16;
 950         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 951         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
 952     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 953         int order = 128, shift2 = 11;
 954
 955         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 956             order <<= 1;
 957             shift++;
 958             shift2++;
 959             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 960             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 961         }
 962         start = order;
 963         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
 964         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
 965     }
 966
 967     while (count--) {
 968         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 969         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 970             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 971             decoded0++;
 972             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 973             decoded1++;
 974         } else {
 975             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 976                                     start, shift);
 977             decoded0++;
 978             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 979                                     start, shift);
 980             decoded1++;
 981         }
 982
 983         /* Combined */
 984         p->buf++;
 985         p->sample_pos++;
 986
 987         /* Have we filled the history buffer? */
 988         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 989             memmove(p->historybuffer, p->buf,
 990                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 991             p->buf = p->historybuffer;
 992         }
 993     }
 994 }
 995
 996 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
 997 {
 998     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 999     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1000     int32_t coeffs[256], delay[256];
1001     int start = 4, shift = 10;
1002
1003     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1004         start = 16;
1005         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
1006     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1007         int order = 128, shift2 = 11;
1008
1009         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1010             order <<= 1;
1011             shift++;
1012             shift2++;
1013             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1014         }
1015         start = order;
1016         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1017     }
1018
1019     while (count--) {
1020         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1021             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1022             decoded0++;
1023         } else {
1024             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1025                                     start, shift);
1026             decoded0++;
1027         }
1028
1029         /* Combined */
1030         p->buf++;
1031         p->sample_pos++;
1032
1033         /* Have we filled the history buffer? */
1034         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1035             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1036                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1037             p->buf = p->historybuffer;
1038         }
1039     }
1040 }
1041
1042 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1043                                                   const int decoded, const int filter,
1044                                                   const int delayA)
1045 {
1046     int32_t predictionA, sign;
1047     int32_t d0, d1, d2, d3;
1048
1049     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1050     d0 = p->buf[delayA    ];
1051     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1052     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1053     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1054
1055     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1056                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1057                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1058                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1059
1060     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1061     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1062
1063     sign = APESIGN(decoded);
1064     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1065     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1066     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1067     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1068
1069     return p->filterA[filter];
1070 }
1071
1072 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1073 {
1074     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1075     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1076     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1077
1078     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1079
1080     while (count--) {
1081         /* Predictor Y */
1082         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1083         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1084         decoded0++;
1085         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1086         decoded1++;
1087
1088         /* Combined */
1089         p->buf++;
1090
1091         /* Have we filled the history buffer? */
1092         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1093             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1094                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1095             p->buf = p->historybuffer;
1096         }
1097     }
1098 }
1099
1100 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1101 {
1102     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1103     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1104
1105     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1106
1107     while (count--) {
1108         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1109         decoded0++;
1110
1111         p->buf++;
1112
1113         /* Have we filled the history buffer? */
1114         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1115             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1116                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1117             p->buf = p->historybuffer;
1118         }
1119     }
1120 }
1121
1122 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1123                                                     const int decoded, const int filter,
1124                                                     const int delayA,  const int delayB,
1125                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1126 {
1127     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1128
1129     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1130     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1131     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1132     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1133
1134     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1135                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1136                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1137                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1138
1139     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1140     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1141     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1142     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1143     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1144     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1145
1146     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1147                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1148                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1149                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1150                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1151
1152     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1153     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1154
1155     sign = APESIGN(decoded);
1156     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1157     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1158     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1159     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1160     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1161     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1162     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1163     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1164     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1165
1166     return p->filterA[filter];
1167 }
1168
1169 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1170 {
1171     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1172     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1173     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1174
1175     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1176
1177     while (count--) {
1178         /* Predictor Y */
1179         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1180                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1181         decoded0++;
1182         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1183                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1184         decoded1++;
1185
1186         /* Combined */
1187         p->buf++;
1188
1189         /* Have we filled the history buffer? */
1190         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1191             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1192                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1193             p->buf = p->historybuffer;
1194         }
1195     }
1196 }
1197
1198 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1199 {
1200     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1201     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1202     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1203
1204     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1205
1206     currentA = p->lastA[0];
1207
1208     while (count--) {
1209         A = *decoded0;
1210
1211         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1212         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1213
1214         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1215                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1216                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1217                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1218
1219         currentA = A + (predictionA >> 10);
1220
1221         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1222         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1223
1224         sign = APESIGN(A);
1225         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1226         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1227         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1228         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1229
1230         p->buf++;
1231
1232         /* Have we filled the history buffer? */
1233         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1234             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1235                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1236             p->buf = p->historybuffer;
1237         }
1238
1239         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1240         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1241     }
1242
1243     p->lastA[0] = currentA;
1244 }
1245
1246 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1247 {
1248     f->coeffs = buf;
1249     f->historybuffer = buf + order;
1250     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1251     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1252
1253     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1254     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1255     f->avg = 0;
1256 }
1257
1258 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1259 {
1260     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1261     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1262 }
1263
1264 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1265                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1266 {
1267     int res;
1268     int absres;
1269
1270     while (count--) {
1271         /* round fixedpoint scalar product */
1272         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
1273                                                     f->adaptcoeffs - order,
1274                                                     order, APESIGN(*data));
1275         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1276         res += *data;
1277         *data++ = res;
1278
1279         /* Update the output history */
1280         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1281
1282         if (version < 3980) {
1283             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1284             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1285             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1286             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1287         } else {
1288             /* Version 3.98 and later files */
1289
1290             /* Update the adaption coefficients */
1291             absres = FFABS(res);
1292             if (absres)
1293                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1294                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1295             else
1296                 *f->adaptcoeffs = 0;
1297
1298             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1299
1300             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1301             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1302             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1303         }
1304
1305         f->adaptcoeffs++;
1306
1307         /* Have we filled the history buffer? */
1308         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1309             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1310                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1311             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1312             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1313         }
1314     }
1315 }
1316
1317 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1318                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1319                          int count, int order, int fracbits)
1320 {
1321     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1322     if (data1)
1323         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1324 }
1325
1326 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1327                               int32_t *decoded1, int count)
1328 {
1329     int i;
1330
1331     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1332         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1333             break;
1334         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1335                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1336                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1337     }
1338 }
1339
1340 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1341 {
1342     int i, ret;
1343     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1344         return ret;
1345     init_predictor_decoder(ctx);
1346
1347     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1348         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1349             break;
1350         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1351                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1352     }
1353     return 0;
1354 }
1355
1356 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1357 {
1358     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1359         /* We are pure silence, so we're done. */
1360         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1361         return;
1362     }
1363
1364     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1365
1366     /* Now apply the predictor decoding */
1367     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1368
1369     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1370     if (ctx->channels == 2) {
1371         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1372     }
1373 }
1374
1375 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1376 {
1377     int32_t left, right;
1378     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1379     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1380
1381     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1382         /* We are pure silence, so we're done. */
1383         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1384         return;
1385     }
1386
1387     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1388
1389     /* Now apply the predictor decoding */
1390     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1391
1392     /* Decorrelate and scale to output depth */
1393     while (count--) {
1394         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1395         right = left + *decoded0;
1396
1397         *(decoded0++) = left;
1398         *(decoded1++) = right;
1399     }
1400 }
1401
1402 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1403                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1404 {
1405     AVFrame *frame     = data;
1406     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1407     APEContext *s = avctx->priv_data;
1408     uint8_t *sample8;
1409     int16_t *sample16;
1410     int32_t *sample24;
1411     int i, ch, ret;
1412     int blockstodecode;
1413
1414     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1415        check it just to make sure. */
1416     av_assert0(s->samples >= 0);
1417
1418     if(!s->samples){
1419         uint32_t nblocks, offset;
1420         int buf_size;
1421
1422         if (!avpkt->size) {
1423             *got_frame_ptr = 0;
1424             return 0;
1425         }
1426         if (avpkt->size < 8) {
1427             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1428             return AVERROR_INVALIDDATA;
1429         }
1430         buf_size = avpkt->size & ~3;
1431         if (buf_size != avpkt->size) {
1432             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1433                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1434         }
1435         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1436             buf_size += 2;
1437         av_fast_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1438         if (!s->data)
1439             return AVERROR(ENOMEM);
1440         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
1441         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1442         s->ptr = s->data;
1443         s->data_end = s->data + buf_size;
1444
1445         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1446         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1447         if (s->fileversion >= 3900) {
1448             if (offset > 3) {
1449                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1450                 s->data = NULL;
1451                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1452             }
1453             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1454                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1455                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1456             }
1457             s->ptr += offset;
1458         } else {
1459             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1460                 return ret;
1461             if (s->fileversion > 3800)
1462                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1463             else
1464                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1465         }
1466
1467         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1468             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %u.\n", nblocks);
1469             return AVERROR_INVALIDDATA;
1470         }
1471         s->samples = nblocks;
1472
1473         /* Initialize the frame decoder */
1474         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1475             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1476             return AVERROR_INVALIDDATA;
1477         }
1478     }
1479
1480     if (!s->data) {
1481         *got_frame_ptr = 0;
1482         return avpkt->size;
1483     }
1484
1485     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1486     // for old files coefficients were not interleaved,
1487     // so we need to decode all of them at once
1488     if (s->fileversion < 3930)
1489         blockstodecode = s->samples;
1490
1491     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1492     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1493                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1494     if (!s->decoded_buffer)
1495         return AVERROR(ENOMEM);
1496     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1497     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1498     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1499
1500     /* get output buffer */
1501     frame->nb_samples = blockstodecode;
1502     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1503         return ret;
1504
1505     s->error=0;
1506
1507     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1508         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1509     else
1510         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1511     emms_c();
1512
1513     if (s->error) {
1514         s->samples=0;
1515         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1516         return AVERROR_INVALIDDATA;
1517     }
1518
1519     switch (s->bps) {
1520     case 8:
1521         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1522             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1523             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1524                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1525         }
1526         break;
1527     case 16:
1528         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1529             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1530             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1531                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1532         }
1533         break;
1534     case 24:
1535         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1536             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1537             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1538                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1539         }
1540         break;
1541     }
1542
1543     s->samples -= blockstodecode;
1544
1545     *got_frame_ptr = 1;
1546
1547     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1548 }
1549
1550 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1551 {
1552     APEContext *s = avctx->priv_data;
1553     s->samples= 0;
1554 }
1555
1556 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1557 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1558 static const AVOption options[] = {
1559     { "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" },
1560     { "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" },
1561     { NULL},
1562 };
1563
1564 static const AVClass ape_decoder_class = {
1565     .class_name = "APE decoder",
1566     .item_name  = av_default_item_name,
1567     .option     = options,
1568     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1569 };
1570
1571 AVCodec ff_ape_decoder = {
1572     .name           = "ape",
1573     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1574     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1575     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1576     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1577     .init           = ape_decode_init,
1578     .close          = ape_decode_close,
1579     .decode         = ape_decode_frame,
1580     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1581     .flush          = ape_flush,
1582     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1583                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1584                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1585                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1586     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1587 };