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

   1 /*
   2  * Monkey's Audio lossless audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Benjamin Zores <ben@geexbox.org>
   4  *  based upon libdemac from Dave Chapman.
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "dsputil.h"
  26 #include "get_bits.h"
  27 #include "bytestream.h"
  28 #include "libavutil/audioconvert.h"
  29
  30 /**
  31  * @file
  32  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  33  */
  34
  35 #define BLOCKS_PER_LOOP     4608
  36 #define MAX_CHANNELS        2
  37 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  38
  39 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  40 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  41 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  42
  43 #define HISTORY_SIZE 512
  44 #define PREDICTOR_ORDER 8
  45 /** Total size of all predictor histories */
  46 #define PREDICTOR_SIZE 50
  47
  48 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  49 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  50 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  51 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  52
  53 #define YADAPTCOEFFSA 18
  54 #define XADAPTCOEFFSA 14
  55 #define YADAPTCOEFFSB 10
  56 #define XADAPTCOEFFSB 5
  57
  58 /**
  59  * Possible compression levels
  60  * @{
  61  */
  62 enum APECompressionLevel {
  63     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  64     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  65     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  66     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  67     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  68 };
  69 /** @} */
  70
  71 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  72
  73 /** Filter orders depending on compression level */
  74 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  75     {  0,   0,    0 },
  76     { 16,   0,    0 },
  77     { 64,   0,    0 },
  78     { 32, 256,    0 },
  79     { 16, 256, 1280 }
  80 };
  81
  82 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  83 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  84     {  0,  0,  0 },
  85     { 11,  0,  0 },
  86     { 11,  0,  0 },
  87     { 10, 13,  0 },
  88     { 11, 13, 15 }
  89 };
  90
  91
  92 /** Filters applied to the decoded data */
  93 typedef struct APEFilter {
  94     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  95     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
  96     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
  97     int16_t *delay;         ///< filtered values
  98
  99     int avg;
 100 } APEFilter;
 101
 102 typedef struct APERice {
 103     uint32_t k;
 104     uint32_t ksum;
 105 } APERice;
 106
 107 typedef struct APERangecoder {
 108     uint32_t low;           ///< low end of interval
 109     uint32_t range;         ///< length of interval
 110     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 111     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 112 } APERangecoder;
 113
 114 /** Filter histories */
 115 typedef struct APEPredictor {
 116     int32_t *buf;
 117
 118     int32_t lastA[2];
 119
 120     int32_t filterA[2];
 121     int32_t filterB[2];
 122
 123     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 124     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 125     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 126 } APEPredictor;
 127
 128 /** Decoder context */
 129 typedef struct APEContext {
 130     AVCodecContext *avctx;
 131     DSPContext dsp;
 132     int channels;
 133     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 134
 135     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 136     int compression_level;                   ///< compression levels
 137     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 138     int flags;                               ///< global decoder flags
 139
 140     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 141     int frameflags;                          ///< frame flags
 142     int currentframeblocks;                  ///< samples (per channel) in current frame
 143     int blocksdecoded;                       ///< count of decoded samples in current frame
 144     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 145
 146     int32_t decoded0[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the first channel
 147     int32_t decoded1[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the second channel
 148
 149     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 150
 151     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 152     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 153     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 154     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 155
 156     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 157     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 158     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 159     const uint8_t *last_ptr;                 ///< position where last 4608-sample block ended
 160
 161     int error;
 162 } APEContext;
 163
 164 // TODO: dsputilize
 165
 166 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 167 {
 168     APEContext *s = avctx->priv_data;
 169     int i;
 170
 171     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 172         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 173
 174     av_freep(&s->data);
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 179 {
 180     APEContext *s = avctx->priv_data;
 181     int i;
 182
 183     if (avctx->extradata_size != 6) {
 184         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 185         return AVERROR(EINVAL);
 186     }
 187     if (avctx->bits_per_coded_sample != 16) {
 188         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 16-bit samples are supported\n");
 189         return AVERROR(EINVAL);
 190     }
 191     if (avctx->channels > 2) {
 192         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 193         return AVERROR(EINVAL);
 194     }
 195     s->avctx             = avctx;
 196     s->channels          = avctx->channels;
 197     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 198     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 199     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 200
 201     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 202            s->compression_level, s->flags);
 203     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE) {
 204         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
 205                s->compression_level);
 206         return AVERROR_INVALIDDATA;
 207     }
 208     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
 209     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 210         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
 211             break;
 212         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
 213                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
 214                          filter_alloc_fail);
 215     }
 216
 217     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 218     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 219     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 220     return 0;
 221 filter_alloc_fail:
 222     ape_decode_close(avctx);
 223     return AVERROR(ENOMEM);
 224 }
 225
 226 /**
 227  * @name APE range decoding functions
 228  * @{
 229  */
 230
 231 #define CODE_BITS    32
 232 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 233 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 234 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 235 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 236
 237 /** Start the decoder */
 238 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 239 {
 240     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 241     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 242     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 243 }
 244
 245 /** Perform normalization */
 246 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 247 {
 248     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 249         ctx->rc.buffer <<= 8;
 250         if(ctx->ptr < ctx->data_end)
 251             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 252         ctx->ptr++;
 253         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 254         ctx->rc.range  <<= 8;
 255     }
 256 }
 257
 258 /**
 259  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 260  * @param ctx decoder context
 261  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 262  * @return the culmulative frequency
 263  */
 264 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 265 {
 266     range_dec_normalize(ctx);
 267     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 268     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * Decode value with given size in bits
 273  * @param ctx decoder context
 274  * @param shift number of bits to decode
 275  */
 276 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 277 {
 278     range_dec_normalize(ctx);
 279     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 280     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 281 }
 282
 283
 284 /**
 285  * Update decoding state
 286  * @param ctx decoder context
 287  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 288  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 289  */
 290 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 291 {
 292     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 293     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 294 }
 295
 296 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 297 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 298 {
 299     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 300     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 301     return sym;
 302 }
 303
 304
 305 #define MODEL_ELEMENTS 64
 306
 307 /**
 308  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 309  */
 310 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 311         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 312     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 313     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 314 };
 315
 316 /**
 317  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 318  */
 319 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 320     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 321     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 322     19, 11, 7, 4, 2,
 323 };
 324
 325 /**
 326  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 327  */
 328 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 329         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 330     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 331     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 332 };
 333
 334 /**
 335  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 336  */
 337 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 338     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 339     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 340     3, 2, 1, 1, 1,
 341 };
 342
 343 /**
 344  * Decode symbol
 345  * @param ctx decoder context
 346  * @param counts probability range start position
 347  * @param counts_diff probability range widths
 348  */
 349 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 350                                    const uint16_t counts[],
 351                                    const uint16_t counts_diff[])
 352 {
 353     int symbol, cf;
 354
 355     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 356
 357     if(cf > 65492){
 358         symbol= cf - 65535 + 63;
 359         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 360         if(cf > 65535)
 361             ctx->error=1;
 362         return symbol;
 363     }
 364     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 365     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 366
 367     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 368
 369     return symbol;
 370 }
 371 /** @} */ // group rangecoder
 372
 373 static inline void update_rice(APERice *rice, int x)
 374 {
 375     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 376     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 377
 378     if (rice->ksum < lim)
 379         rice->k--;
 380     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 381         rice->k++;
 382 }
 383
 384 static inline int ape_decode_value(APEContext *ctx, APERice *rice)
 385 {
 386     int x, overflow;
 387
 388     if (ctx->fileversion < 3990) {
 389         int tmpk;
 390
 391         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 392
 393         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 394             tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 395             overflow = 0;
 396         } else
 397             tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 398
 399         if (tmpk <= 16)
 400             x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 401         else {
 402             x = range_decode_bits(ctx, 16);
 403             x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 404         }
 405         x += overflow << tmpk;
 406     } else {
 407         int base, pivot;
 408
 409         pivot = rice->ksum >> 5;
 410         if (pivot == 0)
 411             pivot = 1;
 412
 413         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 414
 415         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 416             overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 417             overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 418         }
 419
 420         if (pivot < 0x10000) {
 421             base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 422             range_decode_update(ctx, 1, base);
 423         } else {
 424             int base_hi = pivot, base_lo;
 425             int bbits = 0;
 426
 427             while (base_hi & ~0xFFFF) {
 428                 base_hi >>= 1;
 429                 bbits++;
 430             }
 431             base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 432             range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 433             base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 434             range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 435
 436             base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 437         }
 438
 439         x = base + overflow * pivot;
 440     }
 441
 442     update_rice(rice, x);
 443
 444     /* Convert to signed */
 445     if (x & 1)
 446         return (x >> 1) + 1;
 447     else
 448         return -(x >> 1);
 449 }
 450
 451 static void entropy_decode(APEContext *ctx, int blockstodecode, int stereo)
 452 {
 453     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 454     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 455
 456     ctx->blocksdecoded = blockstodecode;
 457
 458     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 459         /* We are pure silence, just memset the output buffer. */
 460         memset(decoded0, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
 461         memset(decoded1, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
 462     } else {
 463         while (blockstodecode--) {
 464             *decoded0++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceY);
 465             if (stereo)
 466                 *decoded1++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceX);
 467         }
 468     }
 469
 470     if (ctx->blocksdecoded == ctx->currentframeblocks)
 471         range_dec_normalize(ctx);   /* normalize to use up all bytes */
 472 }
 473
 474 static void init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 475 {
 476     /* Read the CRC */
 477     ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 478
 479     /* Read the frame flags if they exist */
 480     ctx->frameflags = 0;
 481     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 482         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 483
 484         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 485     }
 486
 487     /* Keep a count of the blocks decoded in this frame */
 488     ctx->blocksdecoded = 0;
 489
 490     /* Initialize the rice structs */
 491     ctx->riceX.k = 10;
 492     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 493     ctx->riceY.k = 10;
 494     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 495
 496     /* The first 8 bits of input are ignored. */
 497     ctx->ptr++;
 498
 499     range_start_decoding(ctx);
 500 }
 501
 502 static const int32_t initial_coeffs[4] = {
 503     360, 317, -109, 98
 504 };
 505
 506 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 507 {
 508     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 509
 510     /* Zero the history buffers */
 511     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 512     p->buf = p->historybuffer;
 513
 514     /* Initialize and zero the coefficients */
 515     memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
 516     memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
 517     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 518
 519     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 520     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 521     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 522 }
 523
 524 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 525 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 526     return (x < 0) - (x > 0);
 527 }
 528
 529 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
 530                                                     const int decoded, const int filter,
 531                                                     const int delayA,  const int delayB,
 532                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
 533 {
 534     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 535
 536     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
 537     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
 538     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
 539     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
 540
 541     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
 542                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
 543                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
 544                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
 545
 546     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
 547     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
 548     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
 549     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
 550     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
 551     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
 552
 553     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
 554                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
 555                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
 556                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
 557                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
 558
 559     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
 560     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 561
 562     sign = APESIGN(decoded);
 563     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
 564     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
 565     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
 566     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
 567     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
 568     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
 569     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
 570     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
 571     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
 572
 573     return p->filterA[filter];
 574 }
 575
 576 static void predictor_decode_stereo(APEContext *ctx, int count)
 577 {
 578     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 579     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 580     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 581
 582     while (count--) {
 583         /* Predictor Y */
 584         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 585                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
 586         decoded0++;
 587         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 588                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
 589         decoded1++;
 590
 591         /* Combined */
 592         p->buf++;
 593
 594         /* Have we filled the history buffer? */
 595         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 596             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 597             p->buf = p->historybuffer;
 598         }
 599     }
 600 }
 601
 602 static void predictor_decode_mono(APEContext *ctx, int count)
 603 {
 604     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 605     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 606     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
 607
 608     currentA = p->lastA[0];
 609
 610     while (count--) {
 611         A = *decoded0;
 612
 613         p->buf[YDELAYA] = currentA;
 614         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
 615
 616         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
 617                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
 618                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
 619                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
 620
 621         currentA = A + (predictionA >> 10);
 622
 623         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
 624         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
 625
 626         sign = APESIGN(A);
 627         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
 628         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
 629         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
 630         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
 631
 632         p->buf++;
 633
 634         /* Have we filled the history buffer? */
 635         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 636             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
 637             p->buf = p->historybuffer;
 638         }
 639
 640         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
 641         *(decoded0++) = p->filterA[0];
 642     }
 643
 644     p->lastA[0] = currentA;
 645 }
 646
 647 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
 648 {
 649     f->coeffs = buf;
 650     f->historybuffer = buf + order;
 651     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
 652     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
 653
 654     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(int16_t));
 655     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(int16_t));
 656     f->avg = 0;
 657 }
 658
 659 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
 660 {
 661     do_init_filter(&f[0], buf, order);
 662     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
 663 }
 664
 665 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
 666                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
 667 {
 668     int res;
 669     int absres;
 670
 671     while (count--) {
 672         /* round fixedpoint scalar product */
 673         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
 674                                                     f->adaptcoeffs - order,
 675                                                     order, APESIGN(*data));
 676         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
 677         res += *data;
 678         *data++ = res;
 679
 680         /* Update the output history */
 681         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
 682
 683         if (version < 3980) {
 684             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
 685             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
 686             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
 687             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
 688         } else {
 689             /* Version 3.98 and later files */
 690
 691             /* Update the adaption coefficients */
 692             absres = FFABS(res);
 693             if (absres)
 694                 *f->adaptcoeffs = ((res & (1<<31)) - (1<<30)) >>
 695                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
 696             else
 697                 *f->adaptcoeffs = 0;
 698
 699             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
 700
 701             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
 702             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
 703             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
 704         }
 705
 706         f->adaptcoeffs++;
 707
 708         /* Have we filled the history buffer? */
 709         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
 710             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
 711                     (order * 2) * sizeof(int16_t));
 712             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
 713             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
 714         }
 715     }
 716 }
 717
 718 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
 719                          int32_t *data0, int32_t *data1,
 720                          int count, int order, int fracbits)
 721 {
 722     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
 723     if (data1)
 724         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
 725 }
 726
 727 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 728                               int32_t *decoded1, int count)
 729 {
 730     int i;
 731
 732     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 733         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
 734             break;
 735         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
 736                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
 737                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
 738     }
 739 }
 740
 741 static void init_frame_decoder(APEContext *ctx)
 742 {
 743     int i;
 744     init_entropy_decoder(ctx);
 745     init_predictor_decoder(ctx);
 746
 747     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
 748         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
 749             break;
 750         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
 751                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
 752     }
 753 }
 754
 755 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
 756 {
 757     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 758     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 759
 760     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 761         entropy_decode(ctx, count, 0);
 762         /* We are pure silence, so we're done. */
 763         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
 764         return;
 765     }
 766
 767     entropy_decode(ctx, count, 0);
 768     ape_apply_filters(ctx, decoded0, NULL, count);
 769
 770     /* Now apply the predictor decoding */
 771     predictor_decode_mono(ctx, count);
 772
 773     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
 774     if (ctx->channels == 2) {
 775         memcpy(decoded1, decoded0, count * sizeof(*decoded1));
 776     }
 777 }
 778
 779 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
 780 {
 781     int32_t left, right;
 782     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
 783     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
 784
 785     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
 786         /* We are pure silence, so we're done. */
 787         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
 788         return;
 789     }
 790
 791     entropy_decode(ctx, count, 1);
 792     ape_apply_filters(ctx, decoded0, decoded1, count);
 793
 794     /* Now apply the predictor decoding */
 795     predictor_decode_stereo(ctx, count);
 796
 797     /* Decorrelate and scale to output depth */
 798     while (count--) {
 799         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
 800         right = left + *decoded0;
 801
 802         *(decoded0++) = left;
 803         *(decoded1++) = right;
 804     }
 805 }
 806
 807 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 808                             void *data, int *data_size,
 809                             AVPacket *avpkt)
 810 {
 811     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 812     int buf_size = avpkt->size;
 813     APEContext *s = avctx->priv_data;
 814     int16_t *samples = data;
 815     int nblocks;
 816     int i, n;
 817     int blockstodecode;
 818     int bytes_used;
 819
 820     /* should not happen but who knows */
 821     if (BLOCKS_PER_LOOP * 2 * avctx->channels > *data_size) {
 822         av_log (avctx, AV_LOG_ERROR, "Output buffer is too small.\n");
 823         return AVERROR(EINVAL);
 824     }
 825
 826     if(!s->samples){
 827         void *tmp_data = av_realloc(s->data, (buf_size + 3) & ~3);
 828         if (!tmp_data)
 829             return AVERROR(ENOMEM);
 830         s->data = tmp_data;
 831         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
 832         s->ptr = s->last_ptr = s->data;
 833         s->data_end = s->data + buf_size;
 834
 835         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
 836         n =  bytestream_get_be32(&s->ptr);
 837         if(n < 0 || n > 3){
 838             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
 839             s->data = NULL;
 840             return AVERROR_INVALIDDATA;
 841         }
 842         s->ptr += n;
 843
 844         s->currentframeblocks = nblocks;
 845         buf += 4;
 846         if (nblocks <= 0) {
 847             *data_size = 0;
 848             return buf_size;
 849         }
 850         s->samples = nblocks;
 851
 852         memset(s->decoded0,  0, sizeof(s->decoded0));
 853         memset(s->decoded1,  0, sizeof(s->decoded1));
 854
 855         /* Initialize the frame decoder */
 856         init_frame_decoder(s);
 857     }
 858
 859     if (!s->data) {
 860         *data_size = 0;
 861         return buf_size;
 862     }
 863
 864     nblocks = s->samples;
 865     blockstodecode = FFMIN(BLOCKS_PER_LOOP, nblocks);
 866
 867     s->error=0;
 868
 869     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
 870         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
 871     else
 872         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
 873     emms_c();
 874
 875     if(s->error || s->ptr > s->data_end){
 876         s->samples=0;
 877         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
 878         return AVERROR_INVALIDDATA;
 879     }
 880
 881     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 882         *samples++ = s->decoded0[i];
 883         if(s->channels == 2)
 884             *samples++ = s->decoded1[i];
 885     }
 886
 887     s->samples -= blockstodecode;
 888
 889     *data_size = blockstodecode * 2 * s->channels;
 890     bytes_used = s->samples ? s->ptr - s->last_ptr : buf_size;
 891     s->last_ptr = s->ptr;
 892     return bytes_used;
 893 }
 894
 895 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
 896 {
 897     APEContext *s = avctx->priv_data;
 898     s->samples= 0;
 899 }
 900
 901 AVCodec ff_ape_decoder = {
 902     .name           = "ape",
 903     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 904     .id             = CODEC_ID_APE,
 905     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
 906     .init           = ape_decode_init,
 907     .close          = ape_decode_close,
 908     .decode         = ape_decode_frame,
 909     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
 910     .flush = ape_flush,
 911     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
 912 };