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 <inttypes.h>
  24
  25 #include "libavutil/avassert.h"
  26 #include "libavutil/channel_layout.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28 #include "lossless_audiodsp.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "bswapdsp.h"
  31 #include "bytestream.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "unary.h"
  35
  36 /**
  37  * @file
  38  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  39  */
  40
  41 #define MAX_CHANNELS        2
  42 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  43
  44 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  45 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  46 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  47
  48 #define HISTORY_SIZE 512
  49 #define PREDICTOR_ORDER 8
  50 /** Total size of all predictor histories */
  51 #define PREDICTOR_SIZE 50
  52
  53 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  54 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  55 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  56 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  57
  58 #define YADAPTCOEFFSA 18
  59 #define XADAPTCOEFFSA 14
  60 #define YADAPTCOEFFSB 10
  61 #define XADAPTCOEFFSB 5
  62
  63 /**
  64  * Possible compression levels
  65  * @{
  66  */
  67 enum APECompressionLevel {
  68     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  69     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  70     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  71     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  72     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  73 };
  74 /** @} */
  75
  76 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  77
  78 /** Filter orders depending on compression level */
  79 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  80     {  0,   0,    0 },
  81     { 16,   0,    0 },
  82     { 64,   0,    0 },
  83     { 32, 256,    0 },
  84     { 16, 256, 1280 }
  85 };
  86
  87 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  88 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  89     {  0,  0,  0 },
  90     { 11,  0,  0 },
  91     { 11,  0,  0 },
  92     { 10, 13,  0 },
  93     { 11, 13, 15 }
  94 };
  95
  96
  97 /** Filters applied to the decoded data */
  98 typedef struct APEFilter {
  99     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
 100     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
 101     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
 102     int16_t *delay;         ///< filtered values
 103
 104     int avg;
 105 } APEFilter;
 106
 107 typedef struct APERice {
 108     uint32_t k;
 109     uint32_t ksum;
 110 } APERice;
 111
 112 typedef struct APERangecoder {
 113     uint32_t low;           ///< low end of interval
 114     uint32_t range;         ///< length of interval
 115     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 116     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 117 } APERangecoder;
 118
 119 /** Filter histories */
 120 typedef struct APEPredictor {
 121     int32_t *buf;
 122
 123     int32_t lastA[2];
 124
 125     int32_t filterA[2];
 126     int32_t filterB[2];
 127
 128     uint32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 129     uint32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 130     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 131
 132     unsigned int sample_pos;
 133 } APEPredictor;
 134
 135 /** Decoder context */
 136 typedef struct APEContext {
 137     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 138     AVCodecContext *avctx;
 139     BswapDSPContext bdsp;
 140     LLAudDSPContext adsp;
 141     int channels;
 142     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 143     int bps;
 144
 145     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 146     int compression_level;                   ///< compression levels
 147     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 148     int flags;                               ///< global decoder flags
 149
 150     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 151     int frameflags;                          ///< frame flags
 152     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 153
 154     int32_t *decoded_buffer;
 155     int decoded_size;
 156     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 157     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 158
 159     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 160
 161     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 162     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 163     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 164     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 165     GetBitContext gb;
 166
 167     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 168     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 169     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 170     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 171
 172     int error;
 173
 174     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 175     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 176     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 177     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 178 } APEContext;
 179
 180 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 181                               int32_t *decoded1, int count);
 182
 183 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 184 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 185 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 186 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 187 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 188 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 189 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 190 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 191 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 192
 193 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 194 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 195 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 196 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 197 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 198 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 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_VERBOSE, "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->compression_level ||
 254         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
 255         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 256                s->compression_level);
 257         return AVERROR_INVALIDDATA;
 258     }
 259     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 260     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 261         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 262             break;
 263         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 264                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 265                          filter_alloc_fail);
 266     }
 267
 268     if (s->fileversion < 3860) {
 269         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
 270         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
 271     } else if (s->fileversion < 3900) {
 272         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
 273         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
 274     } else if (s->fileversion < 3930) {
 275         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 276         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
 277     } else if (s->fileversion < 3990) {
 278         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
 279         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
 280     } else {
 281         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
 282         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
 283     }
 284
 285     if (s->fileversion < 3930) {
 286         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
 287         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
 288     } else if (s->fileversion < 3950) {
 289         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
 290         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
 291     } else {
 292         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
 293         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
 294     }
 295
 296     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
 297     ff_llauddsp_init(&s->adsp);
 298     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 299
 300     return 0;
 301 filter_alloc_fail:
 302     ape_decode_close(avctx);
 303     return AVERROR(ENOMEM);
 304 }
 305
 306 /**
 307  * @name APE range decoding functions
 308  * @{
 309  */
 310
 311 #define CODE_BITS    32
 312 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 313 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 314 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 315 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 316
 317 /** Start the decoder */
 318 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 319 {
 320     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 321     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 322     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 323 }
 324
 325 /** Perform normalization */
 326 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 327 {
 328     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 329         ctx->rc.buffer <<= 8;
 330         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 331             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 332             ctx->ptr++;
 333         } else {
 334             ctx->error = 1;
 335         }
 336         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 337         ctx->rc.range  <<= 8;
 338     }
 339 }
 340
 341 /**
 342  * Calculate cumulative frequency for next symbol. Does NO update!
 343  * @param ctx decoder context
 344  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 345  * @return the cumulative frequency
 346  */
 347 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 348 {
 349     range_dec_normalize(ctx);
 350     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 351     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 352 }
 353
 354 /**
 355  * Decode value with given size in bits
 356  * @param ctx decoder context
 357  * @param shift number of bits to decode
 358  */
 359 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 360 {
 361     range_dec_normalize(ctx);
 362     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 363     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 364 }
 365
 366
 367 /**
 368  * Update decoding state
 369  * @param ctx decoder context
 370  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 371  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 372  */
 373 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 374 {
 375     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 376     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 377 }
 378
 379 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 380 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 381 {
 382     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 383     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 384     return sym;
 385 }
 386
 387
 388 #define MODEL_ELEMENTS 64
 389
 390 /**
 391  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 392  */
 393 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 394         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 395     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 396     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 397 };
 398
 399 /**
 400  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 401  */
 402 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 403     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 404     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 405     19, 11, 7, 4, 2,
 406 };
 407
 408 /**
 409  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 410  */
 411 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 412         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 413     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 414     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 415 };
 416
 417 /**
 418  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 419  */
 420 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 421     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 422     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 423     3, 2, 1, 1, 1,
 424 };
 425
 426 /**
 427  * Decode symbol
 428  * @param ctx decoder context
 429  * @param counts probability range start position
 430  * @param counts_diff probability range widths
 431  */
 432 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 433                                    const uint16_t counts[],
 434                                    const uint16_t counts_diff[])
 435 {
 436     int symbol, cf;
 437
 438     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 439
 440     if(cf > 65492){
 441         symbol= cf - 65535 + 63;
 442         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 443         if(cf > 65535)
 444             ctx->error=1;
 445         return symbol;
 446     }
 447     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 448     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 449
 450     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 451
 452     return symbol;
 453 }
 454 /** @} */ // group rangecoder
 455
 456 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 457 {
 458     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 459     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 460
 461     if (rice->ksum < lim)
 462         rice->k--;
 463     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 464         rice->k++;
 465 }
 466
 467 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
 468 {
 469     unsigned int x;
 470
 471     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 472
 473     if (k)
 474         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
 475
 476     return x;
 477 }
 478
 479 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 480                                         APERice *rice)
 481 {
 482     unsigned int x, overflow;
 483
 484     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 485
 486     if (ctx->fileversion > 3880) {
 487         while (overflow >= 16) {
 488             overflow -= 16;
 489             rice->k  += 4;
 490         }
 491     }
 492
 493     if (!rice->k)
 494         x = overflow;
 495     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
 496         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
 497     } else {
 498         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %"PRIu32"\n", rice->k);
 499         ctx->error = 1;
 500         return AVERROR_INVALIDDATA;
 501     }
 502     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 503     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 504         rice->k--;
 505     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 506         rice->k++;
 507
 508     /* Convert to signed */
 509     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 510 }
 511
 512 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 513 {
 514     unsigned int x, overflow;
 515     int tmpk;
 516
 517     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 518
 519     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 520         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 521         overflow = 0;
 522     } else
 523         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 524
 525     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 526         if (tmpk > 23) {
 527             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 528             return AVERROR_INVALIDDATA;
 529         }
 530         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 531     } else if (tmpk <= 31) {
 532         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 533         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 534     } else {
 535         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 536         return AVERROR_INVALIDDATA;
 537     }
 538     x += overflow << tmpk;
 539
 540     update_rice(rice, x);
 541
 542     /* Convert to signed */
 543     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 544 }
 545
 546 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 547 {
 548     unsigned int x, overflow;
 549     int base, pivot;
 550
 551     pivot = rice->ksum >> 5;
 552     if (pivot == 0)
 553         pivot = 1;
 554
 555     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 556
 557     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 558         overflow  = (unsigned)range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 559         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 560     }
 561
 562     if (pivot < 0x10000) {
 563         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 564         range_decode_update(ctx, 1, base);
 565     } else {
 566         int base_hi = pivot, base_lo;
 567         int bbits = 0;
 568
 569         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 570             base_hi >>= 1;
 571             bbits++;
 572         }
 573         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 574         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 575         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 576         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 577
 578         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 579     }
 580
 581     x = base + overflow * pivot;
 582
 583     update_rice(rice, x);
 584
 585     /* Convert to signed */
 586     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
 587 }
 588
 589 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 590                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 591 {
 592     int i;
 593     unsigned ksummax, ksummin;
 594
 595     rice->ksum = 0;
 596     for (i = 0; i < FFMIN(blockstodecode, 5); i++) {
 597         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 598         rice->ksum += out[i];
 599     }
 600     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 601     if (rice->k >= 24)
 602         return;
 603     for (; i < FFMIN(blockstodecode, 64); i++) {
 604         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 605         rice->ksum += out[i];
 606         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 607         if (rice->k >= 24)
 608             return;
 609     }
 610     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 611     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 612     for (; i < blockstodecode; i++) {
 613         if (get_bits_left(&ctx->gb) < 1) {
 614             ctx->error = 1;
 615             return ;
 616         }
 617         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 618         rice->ksum += out[i] - (unsigned)out[i - 64];
 619         while (rice->ksum < ksummin) {
 620             rice->k--;
 621             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 622             ksummax >>= 1;
 623         }
 624         while (rice->ksum >= ksummax) {
 625             rice->k++;
 626             if (rice->k > 24)
 627                 return;
 628             ksummax <<= 1;
 629             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 630         }
 631     }
 632
 633     for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
 634         out[i] = ((out[i] >> 1) ^ ((out[i] & 1) - 1)) + 1;
 635 }
 636
 637 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 638 {
 639     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 640                       blockstodecode);
 641 }
 642
 643 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 644 {
 645     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 646                       blockstodecode);
 647     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 648                       blockstodecode);
 649 }
 650
 651 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 652 {
 653     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 654
 655     while (blockstodecode--)
 656         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 657 }
 658
 659 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 660 {
 661     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 662     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 663     int blocks = blockstodecode;
 664
 665     while (blockstodecode--)
 666         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 667     while (blocks--)
 668         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 669 }
 670
 671 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 672 {
 673     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 674
 675     while (blockstodecode--)
 676         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 677 }
 678
 679 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 680 {
 681     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 682     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 683     int blocks = blockstodecode;
 684
 685     while (blockstodecode--)
 686         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 687     range_dec_normalize(ctx);
 688     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 689     ctx->ptr -= 1;
 690     range_start_decoding(ctx);
 691     while (blocks--)
 692         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 693 }
 694
 695 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 696 {
 697     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 698     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 699
 700     while (blockstodecode--) {
 701         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 702         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 703     }
 704 }
 705
 706 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 707 {
 708     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 709
 710     while (blockstodecode--)
 711         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 712 }
 713
 714 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 715 {
 716     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 717     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 718
 719     while (blockstodecode--) {
 720         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 721         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 722     }
 723 }
 724
 725 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 726 {
 727     /* Read the CRC */
 728     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 729         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 730             return AVERROR_INVALIDDATA;
 731         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 732     } else {
 733         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 734     }
 735
 736     /* Read the frame flags if they exist */
 737     ctx->frameflags = 0;
 738     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 739         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 740
 741         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 742             return AVERROR_INVALIDDATA;
 743         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 744     }
 745
 746     /* Initialize the rice structs */
 747     ctx->riceX.k = 10;
 748     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 749     ctx->riceY.k = 10;
 750     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 751
 752     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 753         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 754         ctx->ptr++;
 755
 756         range_start_decoding(ctx);
 757     }
 758
 759     return 0;
 760 }
 761
 762 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 763     375,
 764 };
 765
 766 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 767     64, 115, 64,
 768 };
 769
 770 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 771     740, 0
 772 };
 773
 774 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 775     360, 317, -109, 98
 776 };
 777
 778 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 779 {
 780     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 781
 782     /* Zero the history buffers */
 783     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 784     p->buf = p->historybuffer;
 785
 786     /* Initialize and zero the coefficients */
 787     if (ctx->fileversion < 3930) {
 788         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 789             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 790                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 791             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 792                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 793         } else {
 794             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 795                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 796             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 797                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 798         }
 799     } else {
 800         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 801         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 802     }
 803     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 804     if (ctx->fileversion < 3930) {
 805         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 806                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 807         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 808                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 809     }
 810
 811     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 812     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 813     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 814
 815     p->sample_pos = 0;
 816 }
 817
 818 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 819 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 820     return (x < 0) - (x > 0);
 821 }
 822
 823 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 824                                              const int decoded, const int filter,
 825                                              const int delayA)
 826 {
 827     int32_t predictionA;
 828
 829     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 830     if (p->sample_pos < 3) {
 831         p->lastA[filter]   = decoded;
 832         p->filterA[filter] = decoded;
 833         return decoded;
 834     }
 835
 836     predictionA = p->buf[delayA] * 2U - p->buf[delayA - 1];
 837     p->lastA[filter] = decoded + ((int32_t)(predictionA  * p->coeffsA[filter][0]) >> 9);
 838
 839     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 840         p->coeffsA[filter][0]++;
 841     else
 842         p->coeffsA[filter][0]--;
 843
 844     p->filterA[filter] += (unsigned)p->lastA[filter];
 845
 846     return p->filterA[filter];
 847 }
 848
 849 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 850                                         const unsigned decoded, const int filter,
 851                                         const int delayA,  const int delayB,
 852                                         const int start,   const int shift)
 853 {
 854     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 855     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 856
 857     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 858     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 859     if (p->sample_pos < start) {
 860         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 861         p->lastA[filter]   = decoded;
 862         p->filterB[filter] = decoded;
 863         p->filterA[filter] = predictionA;
 864         return predictionA;
 865     }
 866     d2 =  p->buf[delayA];
 867     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) * 2U;
 868     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) * 8U);
 869     d3 =  p->buf[delayB] * 2U - p->buf[delayB - 1];
 870     d4 =  p->buf[delayB];
 871
 872     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 873                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 874                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 875
 876     sign = APESIGN(decoded);
 877     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 878     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 879     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 880
 881     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 882                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 883     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 884     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 885     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 886     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 887
 888     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 889     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + (unsigned)((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
 890
 891     return p->filterA[filter];
 892 }
 893
 894 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift, int length)
 895 {
 896     int i, j;
 897     int32_t dotprod, sign;
 898     int32_t coeffs[256], delay[256];
 899
 900     if (order >= length)
 901         return;
 902
 903     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 904     for (i = 0; i < order; i++)
 905         delay[i] = buffer[i];
 906     for (i = order; i < length; i++) {
 907         dotprod = 0;
 908         sign = APESIGN(buffer[i]);
 909         for (j = 0; j < order; j++) {
 910             dotprod += delay[j] * (unsigned)coeffs[j];
 911             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 912         }
 913         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 914         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 915             delay[j] = delay[j + 1];
 916         delay[order - 1] = buffer[i];
 917     }
 918 }
 919
 920 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 921 {
 922     int i, j;
 923     int32_t dotprod, sign;
 924     int32_t delay[8] = { 0 };
 925     uint32_t coeffs[8] = { 0 };
 926
 927     for (i = 0; i < length; i++) {
 928         dotprod = 0;
 929         sign = APESIGN(buffer[i]);
 930         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 931             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 932             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
 933         }
 934         for (j = 7; j > 0; j--)
 935             delay[j] = delay[j - 1];
 936         delay[0] = buffer[i];
 937         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 938     }
 939 }
 940
 941 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 942 {
 943     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 944     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 945     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 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, count);
 951         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, 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, count);
 964         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, 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     int start = 4, shift = 10;
1001
1002     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1003         start = 16;
1004         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
1005     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1006         int order = 128, shift2 = 11;
1007
1008         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1009             order <<= 1;
1010             shift++;
1011             shift2++;
1012             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1013         }
1014         start = order;
1015         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1016     }
1017
1018     while (count--) {
1019         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1020             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1021             decoded0++;
1022         } else {
1023             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1024                                     start, shift);
1025             decoded0++;
1026         }
1027
1028         /* Combined */
1029         p->buf++;
1030         p->sample_pos++;
1031
1032         /* Have we filled the history buffer? */
1033         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1034             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1035                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1036             p->buf = p->historybuffer;
1037         }
1038     }
1039 }
1040
1041 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1042                                                   const int decoded, const int filter,
1043                                                   const int delayA)
1044 {
1045     int32_t predictionA, sign;
1046     int32_t d0, d1, d2, d3;
1047
1048     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1049     d0 = p->buf[delayA    ];
1050     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1051     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1052     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1053
1054     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1055                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1056                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1057                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1058
1059     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1060     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1061
1062     sign = APESIGN(decoded);
1063     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1064     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1065     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1066     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1067
1068     return p->filterA[filter];
1069 }
1070
1071 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1072 {
1073     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1074     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1075     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1076
1077     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1078
1079     while (count--) {
1080         /* Predictor Y */
1081         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1082         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1083         decoded0++;
1084         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1085         decoded1++;
1086
1087         /* Combined */
1088         p->buf++;
1089
1090         /* Have we filled the history buffer? */
1091         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1092             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1093                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1094             p->buf = p->historybuffer;
1095         }
1096     }
1097 }
1098
1099 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1100 {
1101     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1102     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1103
1104     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1105
1106     while (count--) {
1107         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1108         decoded0++;
1109
1110         p->buf++;
1111
1112         /* Have we filled the history buffer? */
1113         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1114             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1115                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1116             p->buf = p->historybuffer;
1117         }
1118     }
1119 }
1120
1121 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1122                                                     const int decoded, const int filter,
1123                                                     const int delayA,  const int delayB,
1124                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1125 {
1126     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1127
1128     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1129     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1130     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - (unsigned)p->buf[delayA - 1];
1131     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1132
1133     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1134                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1135                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1136                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1137
1138     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1139     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((int)(p->filterB[filter] * 31U) >> 5);
1140     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1141     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - (unsigned)p->buf[delayB - 1];
1142     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1143     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1144
1145     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1146                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1147                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1148                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1149                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1150
1151     p->lastA[filter] = decoded + ((int)((unsigned)predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1152     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((int)(p->filterA[filter] * 31U) >> 5);
1153
1154     sign = APESIGN(decoded);
1155     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1156     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1157     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1158     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1159     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1160     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1161     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1162     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1163     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1164
1165     return p->filterA[filter];
1166 }
1167
1168 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1169 {
1170     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1171     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1172     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1173
1174     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1175
1176     while (count--) {
1177         /* Predictor Y */
1178         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1179                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1180         decoded0++;
1181         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1182                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1183         decoded1++;
1184
1185         /* Combined */
1186         p->buf++;
1187
1188         /* Have we filled the history buffer? */
1189         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1190             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1191                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1192             p->buf = p->historybuffer;
1193         }
1194     }
1195 }
1196
1197 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1198 {
1199     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1200     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1201     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1202
1203     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1204
1205     currentA = p->lastA[0];
1206
1207     while (count--) {
1208         A = *decoded0;
1209
1210         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1211         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1212
1213         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1214                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1215                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1216                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1217
1218         currentA = A + (predictionA >> 10);
1219
1220         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1221         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1222
1223         sign = APESIGN(A);
1224         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1225         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1226         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1227         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1228
1229         p->buf++;
1230
1231         /* Have we filled the history buffer? */
1232         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1233             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1234                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1235             p->buf = p->historybuffer;
1236         }
1237
1238         p->filterA[0] = currentA + (unsigned)((int)(p->filterA[0] * 31U) >> 5);
1239         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1240     }
1241
1242     p->lastA[0] = currentA;
1243 }
1244
1245 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1246 {
1247     f->coeffs = buf;
1248     f->historybuffer = buf + order;
1249     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1250     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1251
1252     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1253     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1254     f->avg = 0;
1255 }
1256
1257 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1258 {
1259     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1260     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1261 }
1262
1263 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1264                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1265 {
1266     int res;
1267     int absres;
1268
1269     while (count--) {
1270         /* round fixedpoint scalar product */
1271         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1272                                                      f->delay - order,
1273                                                      f->adaptcoeffs - order,
1274                                                      order, APESIGN(*data));
1275         res = (int)(res + (1U << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1276         res += (unsigned)*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 = res < 0 ? -(unsigned)res : res;
1292             if (absres)
1293                 *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) *
1294                                   (8 << ((absres > f->avg * 3) + (absres > f->avg * 4 / 3)));
1295                 /* equivalent to the following code
1296                     if (absres <= f->avg * 4 / 3)
1297                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 8;
1298                     else if (absres <= f->avg * 3)
1299                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 16;
1300                     else
1301                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 32;
1302                 */
1303             else
1304                 *f->adaptcoeffs = 0;
1305
1306             f->avg += (int)(absres - (unsigned)f->avg) / 16;
1307
1308             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1309             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1310             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1311         }
1312
1313         f->adaptcoeffs++;
1314
1315         /* Have we filled the history buffer? */
1316         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1317             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1318                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1319             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1320             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1321         }
1322     }
1323 }
1324
1325 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1326                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1327                          int count, int order, int fracbits)
1328 {
1329     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1330     if (data1)
1331         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1332 }
1333
1334 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1335                               int32_t *decoded1, int count)
1336 {
1337     int i;
1338
1339     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1340         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1341             break;
1342         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1343                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1344                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1345     }
1346 }
1347
1348 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1349 {
1350     int i, ret;
1351     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1352         return ret;
1353     init_predictor_decoder(ctx);
1354
1355     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1356         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1357             break;
1358         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1359                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1360     }
1361     return 0;
1362 }
1363
1364 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1365 {
1366     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1367         /* We are pure silence, so we're done. */
1368         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1369         return;
1370     }
1371
1372     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1373     if (ctx->error)
1374         return;
1375
1376     /* Now apply the predictor decoding */
1377     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1378
1379     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1380     if (ctx->channels == 2) {
1381         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1382     }
1383 }
1384
1385 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1386 {
1387     unsigned left, right;
1388     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1389     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1390
1391     if ((ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) == APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1392         /* We are pure silence, so we're done. */
1393         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1394         return;
1395     }
1396
1397     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1398     if (ctx->error)
1399         return;
1400
1401     /* Now apply the predictor decoding */
1402     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1403
1404     /* Decorrelate and scale to output depth */
1405     while (count--) {
1406         left = *decoded1 - (unsigned)(*decoded0 / 2);
1407         right = left + *decoded0;
1408
1409         *(decoded0++) = left;
1410         *(decoded1++) = right;
1411     }
1412 }
1413
1414 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1415                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1416 {
1417     AVFrame *frame     = data;
1418     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1419     APEContext *s = avctx->priv_data;
1420     uint8_t *sample8;
1421     int16_t *sample16;
1422     int32_t *sample24;
1423     int i, ch, ret;
1424     int blockstodecode;
1425     uint64_t decoded_buffer_size;
1426
1427     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1428        check it just to make sure. */
1429     av_assert0(s->samples >= 0);
1430
1431     if(!s->samples){
1432         uint32_t nblocks, offset;
1433         int buf_size;
1434
1435         if (!avpkt->size) {
1436             *got_frame_ptr = 0;
1437             return 0;
1438         }
1439         if (avpkt->size < 8) {
1440             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1441             return AVERROR_INVALIDDATA;
1442         }
1443         buf_size = avpkt->size & ~3;
1444         if (buf_size != avpkt->size) {
1445             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1446                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1447         }
1448         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1449             buf_size += 2;
1450         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1451         if (!s->data)
1452             return AVERROR(ENOMEM);
1453         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1454                           buf_size >> 2);
1455         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1456         s->ptr = s->data;
1457         s->data_end = s->data + buf_size;
1458
1459         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1460         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1461         if (s->fileversion >= 3900) {
1462             if (offset > 3) {
1463                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1464                 av_freep(&s->data);
1465                 s->data_size = 0;
1466                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1467             }
1468             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1469                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1470                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1471             }
1472             s->ptr += offset;
1473         } else {
1474             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1475                 return ret;
1476             if (s->fileversion > 3800)
1477                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1478             else
1479                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1480         }
1481
1482         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX / 2 / sizeof(*s->decoded_buffer) - 8) {
1483             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1484                    nblocks);
1485             return AVERROR_INVALIDDATA;
1486         }
1487
1488         /* Initialize the frame decoder */
1489         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1490             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1491             return AVERROR_INVALIDDATA;
1492         }
1493         s->samples = nblocks;
1494     }
1495
1496     if (!s->data) {
1497         *got_frame_ptr = 0;
1498         return avpkt->size;
1499     }
1500
1501     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1502     // for old files coefficients were not interleaved,
1503     // so we need to decode all of them at once
1504     if (s->fileversion < 3930)
1505         blockstodecode = s->samples;
1506
1507     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1508     decoded_buffer_size = 2LL * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer);
1509     av_assert0(decoded_buffer_size <= INT_MAX);
1510
1511     /* get output buffer */
1512     frame->nb_samples = blockstodecode;
1513     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1514         s->samples=0;
1515         return ret;
1516     }
1517
1518     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size, decoded_buffer_size);
1519     if (!s->decoded_buffer)
1520         return AVERROR(ENOMEM);
1521     memset(s->decoded_buffer, 0, decoded_buffer_size);
1522     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1523     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1524
1525     s->error=0;
1526
1527     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1528         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1529     else
1530         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1531     emms_c();
1532
1533     if (s->error) {
1534         s->samples=0;
1535         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1536         return AVERROR_INVALIDDATA;
1537     }
1538
1539     switch (s->bps) {
1540     case 8:
1541         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1542             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1543             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1544                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1545         }
1546         break;
1547     case 16:
1548         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1549             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1550             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1551                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1552         }
1553         break;
1554     case 24:
1555         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1556             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1557             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1558                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1559         }
1560         break;
1561     }
1562
1563     s->samples -= blockstodecode;
1564
1565     *got_frame_ptr = 1;
1566
1567     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1568 }
1569
1570 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1571 {
1572     APEContext *s = avctx->priv_data;
1573     s->samples= 0;
1574 }
1575
1576 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1577 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1578 static const AVOption options[] = {
1579     { "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" },
1580     { "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" },
1581     { NULL},
1582 };
1583
1584 static const AVClass ape_decoder_class = {
1585     .class_name = "APE decoder",
1586     .item_name  = av_default_item_name,
1587     .option     = options,
1588     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1589 };
1590
1591 AVCodec ff_ape_decoder = {
1592     .name           = "ape",
1593     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1594     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1595     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1596     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1597     .init           = ape_decode_init,
1598     .close          = ape_decode_close,
1599     .decode         = ape_decode_frame,
1600     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DELAY |
1601                       AV_CODEC_CAP_DR1,
1602     .flush          = ape_flush,
1603     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1604                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1605                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1606                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1607     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1608 };