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 "dsputil.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     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 129     int32_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     DSPContext dsp;
 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_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 251            s->compression_level, s->flags);
 252     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 253         !s->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_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 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 culmulative 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 culmulative 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)))
 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: %d\n", rice->k);
 499         return AVERROR_INVALIDDATA;
 500     }
 501     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 502     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 503         rice->k--;
 504     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 505         rice->k++;
 506
 507     /* Convert to signed */
 508     if (x & 1)
 509         return (x >> 1) + 1;
 510     else
 511         return -(x >> 1);
 512 }
 513
 514 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 515 {
 516     unsigned int x, overflow;
 517     int tmpk;
 518
 519     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 520
 521     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 522         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 523         overflow = 0;
 524     } else
 525         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 526
 527     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 528         if (tmpk > 23) {
 529             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 530             return AVERROR_INVALIDDATA;
 531         }
 532         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 533     } else if (tmpk <= 31) {
 534         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 535         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 536     } else {
 537         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 538         return AVERROR_INVALIDDATA;
 539     }
 540     x += overflow << tmpk;
 541
 542     update_rice(rice, x);
 543
 544     /* Convert to signed */
 545     if (x & 1)
 546         return (x >> 1) + 1;
 547     else
 548         return -(x >> 1);
 549 }
 550
 551 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 552 {
 553     unsigned int x, overflow;
 554     int base, pivot;
 555
 556     pivot = rice->ksum >> 5;
 557     if (pivot == 0)
 558         pivot = 1;
 559
 560     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 561
 562     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 563         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 564         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 565     }
 566
 567     if (pivot < 0x10000) {
 568         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 569         range_decode_update(ctx, 1, base);
 570     } else {
 571         int base_hi = pivot, base_lo;
 572         int bbits = 0;
 573
 574         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 575             base_hi >>= 1;
 576             bbits++;
 577         }
 578         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 579         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 580         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 581         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 582
 583         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 584     }
 585
 586     x = base + overflow * pivot;
 587
 588     update_rice(rice, x);
 589
 590     /* Convert to signed */
 591     if (x & 1)
 592         return (x >> 1) + 1;
 593     else
 594         return -(x >> 1);
 595 }
 596
 597 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 598                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 599 {
 600     int i;
 601     int ksummax, ksummin;
 602
 603     rice->ksum = 0;
 604     for (i = 0; i < 5; i++) {
 605         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 606         rice->ksum += out[i];
 607     }
 608     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 609     if (rice->k >= 24)
 610         return;
 611     for (; i < 64; i++) {
 612         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 613         rice->ksum += out[i];
 614         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 615         if (rice->k >= 24)
 616             return;
 617     }
 618     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 619     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 620     for (; i < blockstodecode; i++) {
 621         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 622         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 623         while (rice->ksum < ksummin) {
 624             rice->k--;
 625             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 626             ksummax >>= 1;
 627         }
 628         while (rice->ksum >= ksummax) {
 629             rice->k++;
 630             if (rice->k > 24)
 631                 return;
 632             ksummax <<= 1;
 633             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 634         }
 635     }
 636
 637     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 638         if (out[i] & 1)
 639             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
 640         else
 641             out[i] = -(out[i] >> 1);
 642     }
 643 }
 644
 645 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 646 {
 647     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 648                       blockstodecode);
 649 }
 650
 651 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 652 {
 653     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 654                       blockstodecode);
 655     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 656                       blockstodecode);
 657 }
 658
 659 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 660 {
 661     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 662
 663     while (blockstodecode--)
 664         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 665 }
 666
 667 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 668 {
 669     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 670     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 671     int blocks = blockstodecode;
 672
 673     while (blockstodecode--)
 674         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 675     while (blocks--)
 676         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 677 }
 678
 679 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 680 {
 681     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 682
 683     while (blockstodecode--)
 684         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 685 }
 686
 687 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 688 {
 689     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 690     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 691     int blocks = blockstodecode;
 692
 693     while (blockstodecode--)
 694         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 695     range_dec_normalize(ctx);
 696     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 697     ctx->ptr -= 1;
 698     range_start_decoding(ctx);
 699     while (blocks--)
 700         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 701 }
 702
 703 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 704 {
 705     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 706     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 707
 708     while (blockstodecode--) {
 709         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 710         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 711     }
 712 }
 713
 714 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 715 {
 716     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 717
 718     while (blockstodecode--)
 719         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 720 }
 721
 722 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 723 {
 724     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 725     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 726
 727     while (blockstodecode--) {
 728         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 729         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 730     }
 731 }
 732
 733 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 734 {
 735     /* Read the CRC */
 736     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 737         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 738             return AVERROR_INVALIDDATA;
 739         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 740     } else {
 741         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 742     }
 743
 744     /* Read the frame flags if they exist */
 745     ctx->frameflags = 0;
 746     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 747         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 748
 749         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 750             return AVERROR_INVALIDDATA;
 751         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 752     }
 753
 754     /* Initialize the rice structs */
 755     ctx->riceX.k = 10;
 756     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 757     ctx->riceY.k = 10;
 758     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 759
 760     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 761         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 762         ctx->ptr++;
 763
 764         range_start_decoding(ctx);
 765     }
 766
 767     return 0;
 768 }
 769
 770 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 771     375,
 772 };
 773
 774 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 775     64, 115, 64,
 776 };
 777
 778 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 779     740, 0
 780 };
 781
 782 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 783     360, 317, -109, 98
 784 };
 785
 786 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 787 {
 788     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 789
 790     /* Zero the history buffers */
 791     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 792     p->buf = p->historybuffer;
 793
 794     /* Initialize and zero the coefficients */
 795     if (ctx->fileversion < 3930) {
 796         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 797             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 798                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 799             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 800                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 801         } else {
 802             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 803                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 804             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 805                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 806         }
 807     } else {
 808         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 809         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 810     }
 811     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 812     if (ctx->fileversion < 3930) {
 813         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 814                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 815         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 816                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 817     }
 818
 819     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 820     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 821     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 822
 823     p->sample_pos = 0;
 824 }
 825
 826 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 827 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 828     return (x < 0) - (x > 0);
 829 }
 830
 831 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 832                                              const int decoded, const int filter,
 833                                              const int delayA)
 834 {
 835     int32_t predictionA;
 836
 837     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 838     if (p->sample_pos < 3) {
 839         p->lastA[filter]   = decoded;
 840         p->filterA[filter] = decoded;
 841         return decoded;
 842     }
 843
 844     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
 845     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
 846
 847     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 848         p->coeffsA[filter][0]++;
 849     else
 850         p->coeffsA[filter][0]--;
 851
 852     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
 853
 854     return p->filterA[filter];
 855 }
 856
 857 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 858                                         const int decoded, const int filter,
 859                                         const int delayA,  const int delayB,
 860                                         const int start,   const int shift)
 861 {
 862     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 863     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 864
 865     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 866     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 867     if (p->sample_pos < start) {
 868         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 869         p->lastA[filter]   = decoded;
 870         p->filterB[filter] = decoded;
 871         p->filterA[filter] = predictionA;
 872         return predictionA;
 873     }
 874     d2 =  p->buf[delayA];
 875     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
 876     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
 877     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
 878     d4 =  p->buf[delayB];
 879
 880     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 881                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 882                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 883
 884     sign = APESIGN(decoded);
 885     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 886     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 887     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 888
 889     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 890                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 891     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 892     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 893     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 894     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 895
 896     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 897     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 898
 899     return p->filterA[filter];
 900 }
 901
 902 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
 903                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
 904 {
 905     int i, j;
 906     int32_t dotprod, sign;
 907
 908     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 909     for (i = 0; i < order; i++)
 910         delay[i] = buffer[i];
 911     for (i = order; i < length; i++) {
 912         dotprod = 0;
 913         sign = APESIGN(buffer[i]);
 914         for (j = 0; j < order; j++) {
 915             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 916             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 917         }
 918         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 919         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 920             delay[j] = delay[j + 1];
 921         delay[order - 1] = buffer[i];
 922     }
 923 }
 924
 925 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 926 {
 927     int i, j;
 928     int32_t dotprod, sign;
 929     int32_t coeffs[8], delay[8];
 930
 931     memset(coeffs, 0, sizeof(coeffs));
 932     memset(delay,  0, sizeof(delay));
 933     for (i = 0; i < length; i++) {
 934         dotprod = 0;
 935         sign = APESIGN(buffer[i]);
 936         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 937             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 938             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 939         }
 940         for (j = 7; j > 0; j--)
 941             delay[j] = delay[j - 1];
 942         delay[0] = buffer[i];
 943         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 944     }
 945 }
 946
 947 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 948 {
 949     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 950     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 951     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 952     int32_t coeffs[256], delay[256];
 953     int start = 4, shift = 10;
 954
 955     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 956         start = 16;
 957         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 958         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
 959     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 960         int order = 128, shift2 = 11;
 961
 962         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 963             order <<= 1;
 964             shift++;
 965             shift2++;
 966             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 967             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 968         }
 969         start = order;
 970         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
 971         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
 972     }
 973
 974     while (count--) {
 975         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 976         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 977             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 978             decoded0++;
 979             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 980             decoded1++;
 981         } else {
 982             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 983                                     start, shift);
 984             decoded0++;
 985             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 986                                     start, shift);
 987             decoded1++;
 988         }
 989
 990         /* Combined */
 991         p->buf++;
 992         p->sample_pos++;
 993
 994         /* Have we filled the history buffer? */
 995         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 996             memmove(p->historybuffer, p->buf,
 997                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 998             p->buf = p->historybuffer;
 999         }
1000     }
1001 }
1002
1003 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
1004 {
1005     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1006     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1007     int32_t coeffs[256], delay[256];
1008     int start = 4, shift = 10;
1009
1010     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1011         start = 16;
1012         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
1013     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1014         int order = 128, shift2 = 11;
1015
1016         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1017             order <<= 1;
1018             shift++;
1019             shift2++;
1020             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1021         }
1022         start = order;
1023         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1024     }
1025
1026     while (count--) {
1027         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1028             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1029             decoded0++;
1030         } else {
1031             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1032                                     start, shift);
1033             decoded0++;
1034         }
1035
1036         /* Combined */
1037         p->buf++;
1038         p->sample_pos++;
1039
1040         /* Have we filled the history buffer? */
1041         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1042             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1043                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1044             p->buf = p->historybuffer;
1045         }
1046     }
1047 }
1048
1049 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1050                                                   const int decoded, const int filter,
1051                                                   const int delayA)
1052 {
1053     int32_t predictionA, sign;
1054     int32_t d0, d1, d2, d3;
1055
1056     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1057     d0 = p->buf[delayA    ];
1058     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1059     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1060     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1061
1062     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1063                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1064                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1065                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1066
1067     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1068     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1069
1070     sign = APESIGN(decoded);
1071     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1072     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1073     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1074     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1075
1076     return p->filterA[filter];
1077 }
1078
1079 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1080 {
1081     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1082     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1083     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1084
1085     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1086
1087     while (count--) {
1088         /* Predictor Y */
1089         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1090         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1091         decoded0++;
1092         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1093         decoded1++;
1094
1095         /* Combined */
1096         p->buf++;
1097
1098         /* Have we filled the history buffer? */
1099         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1100             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1101                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1102             p->buf = p->historybuffer;
1103         }
1104     }
1105 }
1106
1107 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1108 {
1109     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1110     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1111
1112     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1113
1114     while (count--) {
1115         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1116         decoded0++;
1117
1118         p->buf++;
1119
1120         /* Have we filled the history buffer? */
1121         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1122             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1123                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1124             p->buf = p->historybuffer;
1125         }
1126     }
1127 }
1128
1129 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1130                                                     const int decoded, const int filter,
1131                                                     const int delayA,  const int delayB,
1132                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1133 {
1134     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1135
1136     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1137     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1138     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1139     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1140
1141     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1142                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1143                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1144                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1145
1146     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1147     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1148     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1149     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1150     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1151     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1152
1153     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1154                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1155                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1156                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1157                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1158
1159     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1160     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1161
1162     sign = APESIGN(decoded);
1163     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1164     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1165     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1166     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1167     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1168     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1169     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1170     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1171     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1172
1173     return p->filterA[filter];
1174 }
1175
1176 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1177 {
1178     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1179     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1180     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1181
1182     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1183
1184     while (count--) {
1185         /* Predictor Y */
1186         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1187                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1188         decoded0++;
1189         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1190                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1191         decoded1++;
1192
1193         /* Combined */
1194         p->buf++;
1195
1196         /* Have we filled the history buffer? */
1197         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1198             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1199                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1200             p->buf = p->historybuffer;
1201         }
1202     }
1203 }
1204
1205 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1206 {
1207     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1208     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1209     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1210
1211     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1212
1213     currentA = p->lastA[0];
1214
1215     while (count--) {
1216         A = *decoded0;
1217
1218         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1219         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1220
1221         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1222                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1223                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1224                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1225
1226         currentA = A + (predictionA >> 10);
1227
1228         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1229         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1230
1231         sign = APESIGN(A);
1232         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1233         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1234         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1235         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1236
1237         p->buf++;
1238
1239         /* Have we filled the history buffer? */
1240         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1241             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1242                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1243             p->buf = p->historybuffer;
1244         }
1245
1246         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1247         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1248     }
1249
1250     p->lastA[0] = currentA;
1251 }
1252
1253 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1254 {
1255     f->coeffs = buf;
1256     f->historybuffer = buf + order;
1257     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1258     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1259
1260     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1261     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1262     f->avg = 0;
1263 }
1264
1265 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1266 {
1267     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1268     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1269 }
1270
1271 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1272                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1273 {
1274     int res;
1275     int absres;
1276
1277     while (count--) {
1278         /* round fixedpoint scalar product */
1279         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1280                                                      f->delay - order,
1281                                                      f->adaptcoeffs - order,
1282                                                      order, APESIGN(*data));
1283         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1284         res += *data;
1285         *data++ = res;
1286
1287         /* Update the output history */
1288         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1289
1290         if (version < 3980) {
1291             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1292             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1293             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1294             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1295         } else {
1296             /* Version 3.98 and later files */
1297
1298             /* Update the adaption coefficients */
1299             absres = FFABS(res);
1300             if (absres)
1301                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1302                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1303             else
1304                 *f->adaptcoeffs = 0;
1305
1306             f->avg += (absres - 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
1374     /* Now apply the predictor decoding */
1375     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1376
1377     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1378     if (ctx->channels == 2) {
1379         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1380     }
1381 }
1382
1383 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1384 {
1385     int32_t left, right;
1386     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1387     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1388
1389     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1390         /* We are pure silence, so we're done. */
1391         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1392         return;
1393     }
1394
1395     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1396
1397     /* Now apply the predictor decoding */
1398     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1399
1400     /* Decorrelate and scale to output depth */
1401     while (count--) {
1402         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1403         right = left + *decoded0;
1404
1405         *(decoded0++) = left;
1406         *(decoded1++) = right;
1407     }
1408 }
1409
1410 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1411                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1412 {
1413     AVFrame *frame     = data;
1414     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1415     APEContext *s = avctx->priv_data;
1416     uint8_t *sample8;
1417     int16_t *sample16;
1418     int32_t *sample24;
1419     int i, ch, ret;
1420     int blockstodecode;
1421
1422     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1423        check it just to make sure. */
1424     av_assert0(s->samples >= 0);
1425
1426     if(!s->samples){
1427         uint32_t nblocks, offset;
1428         int buf_size;
1429
1430         if (!avpkt->size) {
1431             *got_frame_ptr = 0;
1432             return 0;
1433         }
1434         if (avpkt->size < 8) {
1435             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1436             return AVERROR_INVALIDDATA;
1437         }
1438         buf_size = avpkt->size & ~3;
1439         if (buf_size != avpkt->size) {
1440             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1441                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1442         }
1443         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1444             buf_size += 2;
1445         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1446         if (!s->data)
1447             return AVERROR(ENOMEM);
1448         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
1449         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1450         s->ptr = s->data;
1451         s->data_end = s->data + buf_size;
1452
1453         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1454         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1455         if (s->fileversion >= 3900) {
1456             if (offset > 3) {
1457                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1458                 s->data = NULL;
1459                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1460             }
1461             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1462                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1463                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1464             }
1465             s->ptr += offset;
1466         } else {
1467             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1468                 return ret;
1469             if (s->fileversion > 3800)
1470                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1471             else
1472                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1473         }
1474
1475         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1476             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1477                    nblocks);
1478             return AVERROR_INVALIDDATA;
1479         }
1480         s->samples = nblocks;
1481
1482         /* Initialize the frame decoder */
1483         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1484             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1485             return AVERROR_INVALIDDATA;
1486         }
1487     }
1488
1489     if (!s->data) {
1490         *got_frame_ptr = 0;
1491         return avpkt->size;
1492     }
1493
1494     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1495     // for old files coefficients were not interleaved,
1496     // so we need to decode all of them at once
1497     if (s->fileversion < 3930)
1498         blockstodecode = s->samples;
1499
1500     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1501     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1502                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1503     if (!s->decoded_buffer)
1504         return AVERROR(ENOMEM);
1505     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1506     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1507     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1508
1509     /* get output buffer */
1510     frame->nb_samples = blockstodecode;
1511     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1512         return ret;
1513
1514     s->error=0;
1515
1516     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1517         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1518     else
1519         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1520     emms_c();
1521
1522     if (s->error) {
1523         s->samples=0;
1524         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1525         return AVERROR_INVALIDDATA;
1526     }
1527
1528     switch (s->bps) {
1529     case 8:
1530         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1531             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1532             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1533                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1534         }
1535         break;
1536     case 16:
1537         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1538             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1539             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1540                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1541         }
1542         break;
1543     case 24:
1544         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1545             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1546             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1547                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1548         }
1549         break;
1550     }
1551
1552     s->samples -= blockstodecode;
1553
1554     *got_frame_ptr = 1;
1555
1556     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1557 }
1558
1559 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1560 {
1561     APEContext *s = avctx->priv_data;
1562     s->samples= 0;
1563 }
1564
1565 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1566 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1567 static const AVOption options[] = {
1568     { "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" },
1569     { "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" },
1570     { NULL},
1571 };
1572
1573 static const AVClass ape_decoder_class = {
1574     .class_name = "APE decoder",
1575     .item_name  = av_default_item_name,
1576     .option     = options,
1577     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1578 };
1579
1580 AVCodec ff_ape_decoder = {
1581     .name           = "ape",
1582     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1583     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1584     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1585     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1586     .init           = ape_decode_init,
1587     .close          = ape_decode_close,
1588     .decode         = ape_decode_frame,
1589     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1590     .flush          = ape_flush,
1591     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1592                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1593                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1594                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1595     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1596 };