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 "avcodec.h"
  29 #include "dsputil.h"
  30 #include "bytestream.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "unary.h"
  34
  35 /**
  36  * @file
  37  * Monkey's Audio lossless audio decoder
  38  */
  39
  40 #define MAX_CHANNELS        2
  41 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
  42
  43 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
  44 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
  45 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
  46
  47 #define HISTORY_SIZE 512
  48 #define PREDICTOR_ORDER 8
  49 /** Total size of all predictor histories */
  50 #define PREDICTOR_SIZE 50
  51
  52 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
  53 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
  54 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
  55 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
  56
  57 #define YADAPTCOEFFSA 18
  58 #define XADAPTCOEFFSA 14
  59 #define YADAPTCOEFFSB 10
  60 #define XADAPTCOEFFSB 5
  61
  62 /**
  63  * Possible compression levels
  64  * @{
  65  */
  66 enum APECompressionLevel {
  67     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
  68     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
  69     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
  70     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
  71     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
  72 };
  73 /** @} */
  74
  75 #define APE_FILTER_LEVELS 3
  76
  77 /** Filter orders depending on compression level */
  78 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  79     {  0,   0,    0 },
  80     { 16,   0,    0 },
  81     { 64,   0,    0 },
  82     { 32, 256,    0 },
  83     { 16, 256, 1280 }
  84 };
  85
  86 /** Filter fraction bits depending on compression level */
  87 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
  88     {  0,  0,  0 },
  89     { 11,  0,  0 },
  90     { 11,  0,  0 },
  91     { 10, 13,  0 },
  92     { 11, 13, 15 }
  93 };
  94
  95
  96 /** Filters applied to the decoded data */
  97 typedef struct APEFilter {
  98     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
  99     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
 100     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
 101     int16_t *delay;         ///< filtered values
 102
 103     int avg;
 104 } APEFilter;
 105
 106 typedef struct APERice {
 107     uint32_t k;
 108     uint32_t ksum;
 109 } APERice;
 110
 111 typedef struct APERangecoder {
 112     uint32_t low;           ///< low end of interval
 113     uint32_t range;         ///< length of interval
 114     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
 115     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
 116 } APERangecoder;
 117
 118 /** Filter histories */
 119 typedef struct APEPredictor {
 120     int32_t *buf;
 121
 122     int32_t lastA[2];
 123
 124     int32_t filterA[2];
 125     int32_t filterB[2];
 126
 127     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
 128     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
 129     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
 130
 131     unsigned int sample_pos;
 132 } APEPredictor;
 133
 134 /** Decoder context */
 135 typedef struct APEContext {
 136     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
 137     AVCodecContext *avctx;
 138     DSPContext dsp;
 139     int channels;
 140     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
 141     int bps;
 142
 143     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
 144     int compression_level;                   ///< compression levels
 145     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
 146     int flags;                               ///< global decoder flags
 147
 148     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
 149     int frameflags;                          ///< frame flags
 150     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
 151
 152     int32_t *decoded_buffer;
 153     int decoded_size;
 154     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
 155     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
 156
 157     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
 158
 159     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
 160     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
 161     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
 162     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
 163     GetBitContext gb;
 164
 165     uint8_t *data;                           ///< current frame data
 166     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
 167     int data_size;                           ///< frame data allocated size
 168     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
 169
 170     int error;
 171
 172     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 173     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
 174     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
 175     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
 176 } APEContext;
 177
 178 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
 179                               int32_t *decoded1, int count);
 180
 181 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 182 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 183 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 184 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 185 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 186 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 187 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 188 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 189 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
 190
 191 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
 192 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
 193 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
 194 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
 195 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
 196 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
 197
 198 // TODO: dsputilize
 199
 200 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 201 {
 202     APEContext *s = avctx->priv_data;
 203     int i;
 204
 205     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
 206         av_freep(&s->filterbuf[i]);
 207
 208     av_freep(&s->decoded_buffer);
 209     av_freep(&s->data);
 210     s->decoded_size = s->data_size = 0;
 211
 212     return 0;
 213 }
 214
 215 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 216 {
 217     APEContext *s = avctx->priv_data;
 218     int i;
 219
 220     if (avctx->extradata_size != 6) {
 221         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
 222         return AVERROR(EINVAL);
 223     }
 224     if (avctx->channels > 2) {
 225         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
 226         return AVERROR(EINVAL);
 227     }
 228     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
 229     switch (s->bps) {
 230     case 8:
 231         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 232         break;
 233     case 16:
 234         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 235         break;
 236     case 24:
 237         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 238         break;
 239     default:
 240         avpriv_request_sample(avctx,
 241                               "%d bits per coded sample", s->bps);
 242         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 243     }
 244     s->avctx             = avctx;
 245     s->channels          = avctx->channels;
 246     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
 247     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
 248     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
 249
 250     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
 251            s->compression_level, s->flags);
 252     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
 253         !s->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     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
 298
 299     return 0;
 300 filter_alloc_fail:
 301     ape_decode_close(avctx);
 302     return AVERROR(ENOMEM);
 303 }
 304
 305 /**
 306  * @name APE range decoding functions
 307  * @{
 308  */
 309
 310 #define CODE_BITS    32
 311 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
 312 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
 313 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
 314 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
 315
 316 /** Start the decoder */
 317 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
 318 {
 319     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
 320     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
 321     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
 322 }
 323
 324 /** Perform normalization */
 325 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
 326 {
 327     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
 328         ctx->rc.buffer <<= 8;
 329         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
 330             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
 331             ctx->ptr++;
 332         } else {
 333             ctx->error = 1;
 334         }
 335         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
 336         ctx->rc.range  <<= 8;
 337     }
 338 }
 339
 340 /**
 341  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
 342  * @param ctx decoder context
 343  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
 344  * @return the culmulative frequency
 345  */
 346 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
 347 {
 348     range_dec_normalize(ctx);
 349     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
 350     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 351 }
 352
 353 /**
 354  * Decode value with given size in bits
 355  * @param ctx decoder context
 356  * @param shift number of bits to decode
 357  */
 358 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
 359 {
 360     range_dec_normalize(ctx);
 361     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
 362     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
 363 }
 364
 365
 366 /**
 367  * Update decoding state
 368  * @param ctx decoder context
 369  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
 370  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
 371  */
 372 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
 373 {
 374     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
 375     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
 376 }
 377
 378 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
 379 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
 380 {
 381     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
 382     range_decode_update(ctx, 1, sym);
 383     return sym;
 384 }
 385
 386
 387 #define MODEL_ELEMENTS 64
 388
 389 /**
 390  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
 391  */
 392 static const uint16_t counts_3970[22] = {
 393         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
 394     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
 395     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
 396 };
 397
 398 /**
 399  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
 400  */
 401 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
 402     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
 403     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
 404     19, 11, 7, 4, 2,
 405 };
 406
 407 /**
 408  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
 409  */
 410 static const uint16_t counts_3980[22] = {
 411         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
 412     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
 413     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
 414 };
 415
 416 /**
 417  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
 418  */
 419 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
 420     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
 421     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
 422     3, 2, 1, 1, 1,
 423 };
 424
 425 /**
 426  * Decode symbol
 427  * @param ctx decoder context
 428  * @param counts probability range start position
 429  * @param counts_diff probability range widths
 430  */
 431 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
 432                                    const uint16_t counts[],
 433                                    const uint16_t counts_diff[])
 434 {
 435     int symbol, cf;
 436
 437     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
 438
 439     if(cf > 65492){
 440         symbol= cf - 65535 + 63;
 441         range_decode_update(ctx, 1, cf);
 442         if(cf > 65535)
 443             ctx->error=1;
 444         return symbol;
 445     }
 446     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
 447     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
 448
 449     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
 450
 451     return symbol;
 452 }
 453 /** @} */ // group rangecoder
 454
 455 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
 456 {
 457     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
 458     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
 459
 460     if (rice->ksum < lim)
 461         rice->k--;
 462     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
 463         rice->k++;
 464 }
 465
 466 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
 467 {
 468     unsigned int x;
 469
 470     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 471
 472     if (k)
 473         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
 474
 475     return x;
 476 }
 477
 478 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 479                                         APERice *rice)
 480 {
 481     unsigned int x, overflow;
 482
 483     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
 484
 485     if (ctx->fileversion > 3880) {
 486         while (overflow >= 16) {
 487             overflow -= 16;
 488             rice->k  += 4;
 489         }
 490     }
 491
 492     if (!rice->k)
 493         x = overflow;
 494     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
 495         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
 496     } else {
 497         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", rice->k);
 498         return AVERROR_INVALIDDATA;
 499     }
 500     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
 501     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
 502         rice->k--;
 503     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
 504         rice->k++;
 505
 506     /* Convert to signed */
 507     if (x & 1)
 508         return (x >> 1) + 1;
 509     else
 510         return -(x >> 1);
 511 }
 512
 513 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
 514 {
 515     unsigned int x, overflow;
 516     int tmpk;
 517
 518     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
 519
 520     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 521         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
 522         overflow = 0;
 523     } else
 524         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
 525
 526     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
 527         if (tmpk > 23) {
 528             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 529             return AVERROR_INVALIDDATA;
 530         }
 531         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
 532     } else if (tmpk <= 31) {
 533         x = range_decode_bits(ctx, 16);
 534         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
 535     } else {
 536         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
 537         return AVERROR_INVALIDDATA;
 538     }
 539     x += overflow << tmpk;
 540
 541     update_rice(rice, x);
 542
 543     /* Convert to signed */
 544     if (x & 1)
 545         return (x >> 1) + 1;
 546     else
 547         return -(x >> 1);
 548 }
 549
 550 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
 551 {
 552     unsigned int x, overflow;
 553     int base, pivot;
 554
 555     pivot = rice->ksum >> 5;
 556     if (pivot == 0)
 557         pivot = 1;
 558
 559     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
 560
 561     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
 562         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
 563         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
 564     }
 565
 566     if (pivot < 0x10000) {
 567         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
 568         range_decode_update(ctx, 1, base);
 569     } else {
 570         int base_hi = pivot, base_lo;
 571         int bbits = 0;
 572
 573         while (base_hi & ~0xFFFF) {
 574             base_hi >>= 1;
 575             bbits++;
 576         }
 577         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
 578         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
 579         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
 580         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
 581
 582         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
 583     }
 584
 585     x = base + overflow * pivot;
 586
 587     update_rice(rice, x);
 588
 589     /* Convert to signed */
 590     if (x & 1)
 591         return (x >> 1) + 1;
 592     else
 593         return -(x >> 1);
 594 }
 595
 596 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
 597                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
 598 {
 599     int i;
 600     int ksummax, ksummin;
 601
 602     rice->ksum = 0;
 603     for (i = 0; i < 5; i++) {
 604         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
 605         rice->ksum += out[i];
 606     }
 607     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
 608     if (rice->k >= 24)
 609         return;
 610     for (; i < 64; i++) {
 611         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 612         rice->ksum += out[i];
 613         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
 614         if (rice->k >= 24)
 615             return;
 616     }
 617     ksummax = 1 << rice->k + 7;
 618     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
 619     for (; i < blockstodecode; i++) {
 620         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
 621         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
 622         while (rice->ksum < ksummin) {
 623             rice->k--;
 624             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
 625             ksummax >>= 1;
 626         }
 627         while (rice->ksum >= ksummax) {
 628             rice->k++;
 629             if (rice->k > 24)
 630                 return;
 631             ksummax <<= 1;
 632             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
 633         }
 634     }
 635
 636     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
 637         if (out[i] & 1)
 638             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
 639         else
 640             out[i] = -(out[i] >> 1);
 641     }
 642 }
 643
 644 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 645 {
 646     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 647                       blockstodecode);
 648 }
 649
 650 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 651 {
 652     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
 653                       blockstodecode);
 654     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
 655                       blockstodecode);
 656 }
 657
 658 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 659 {
 660     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 661
 662     while (blockstodecode--)
 663         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 664 }
 665
 666 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 667 {
 668     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 669     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 670     int blocks = blockstodecode;
 671
 672     while (blockstodecode--)
 673         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
 674     while (blocks--)
 675         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
 676 }
 677
 678 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 679 {
 680     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 681
 682     while (blockstodecode--)
 683         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 684 }
 685
 686 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 687 {
 688     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 689     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 690     int blocks = blockstodecode;
 691
 692     while (blockstodecode--)
 693         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 694     range_dec_normalize(ctx);
 695     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
 696     ctx->ptr -= 1;
 697     range_start_decoding(ctx);
 698     while (blocks--)
 699         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 700 }
 701
 702 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 703 {
 704     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 705     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 706
 707     while (blockstodecode--) {
 708         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
 709         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
 710     }
 711 }
 712
 713 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 714 {
 715     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 716
 717     while (blockstodecode--)
 718         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 719 }
 720
 721 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
 722 {
 723     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 724     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 725
 726     while (blockstodecode--) {
 727         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
 728         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
 729     }
 730 }
 731
 732 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
 733 {
 734     /* Read the CRC */
 735     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 736         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 737             return AVERROR_INVALIDDATA;
 738         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 739     } else {
 740         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
 741     }
 742
 743     /* Read the frame flags if they exist */
 744     ctx->frameflags = 0;
 745     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
 746         ctx->CRC &= ~0x80000000;
 747
 748         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
 749             return AVERROR_INVALIDDATA;
 750         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
 751     }
 752
 753     /* Initialize the rice structs */
 754     ctx->riceX.k = 10;
 755     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
 756     ctx->riceY.k = 10;
 757     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
 758
 759     if (ctx->fileversion >= 3900) {
 760         /* The first 8 bits of input are ignored. */
 761         ctx->ptr++;
 762
 763         range_start_decoding(ctx);
 764     }
 765
 766     return 0;
 767 }
 768
 769 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
 770     375,
 771 };
 772
 773 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
 774     64, 115, 64,
 775 };
 776
 777 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
 778     740, 0
 779 };
 780
 781 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
 782     360, 317, -109, 98
 783 };
 784
 785 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
 786 {
 787     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 788
 789     /* Zero the history buffers */
 790     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 791     p->buf = p->historybuffer;
 792
 793     /* Initialize and zero the coefficients */
 794     if (ctx->fileversion < 3930) {
 795         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 796             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
 797                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 798             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
 799                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
 800         } else {
 801             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
 802                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 803             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
 804                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
 805         }
 806     } else {
 807         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 808         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
 809     }
 810     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
 811     if (ctx->fileversion < 3930) {
 812         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
 813                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 814         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
 815                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
 816     }
 817
 818     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
 819     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
 820     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
 821
 822     p->sample_pos = 0;
 823 }
 824
 825 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
 826 static inline int APESIGN(int32_t x) {
 827     return (x < 0) - (x > 0);
 828 }
 829
 830 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
 831                                              const int decoded, const int filter,
 832                                              const int delayA)
 833 {
 834     int32_t predictionA;
 835
 836     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 837     if (p->sample_pos < 3) {
 838         p->lastA[filter]   = decoded;
 839         p->filterA[filter] = decoded;
 840         return decoded;
 841     }
 842
 843     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
 844     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
 845
 846     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
 847         p->coeffsA[filter][0]++;
 848     else
 849         p->coeffsA[filter][0]--;
 850
 851     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
 852
 853     return p->filterA[filter];
 854 }
 855
 856 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
 857                                         const int decoded, const int filter,
 858                                         const int delayA,  const int delayB,
 859                                         const int start,   const int shift)
 860 {
 861     int32_t predictionA, predictionB, sign;
 862     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
 863
 864     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
 865     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
 866     if (p->sample_pos < start) {
 867         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
 868         p->lastA[filter]   = decoded;
 869         p->filterB[filter] = decoded;
 870         p->filterA[filter] = predictionA;
 871         return predictionA;
 872     }
 873     d2 =  p->buf[delayA];
 874     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
 875     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
 876     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
 877     d4 =  p->buf[delayB];
 878
 879     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
 880                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
 881                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
 882
 883     sign = APESIGN(decoded);
 884     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 885     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 886     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
 887
 888     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
 889                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
 890     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
 891     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
 892     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
 893     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
 894
 895     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
 896     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
 897
 898     return p->filterA[filter];
 899 }
 900
 901 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
 902                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
 903 {
 904     int i, j;
 905     int32_t dotprod, sign;
 906
 907     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
 908     for (i = 0; i < order; i++)
 909         delay[i] = buffer[i];
 910     for (i = order; i < length; i++) {
 911         dotprod = 0;
 912         sign = APESIGN(buffer[i]);
 913         for (j = 0; j < order; j++) {
 914             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 915             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 916         }
 917         buffer[i] -= dotprod >> shift;
 918         for (j = 0; j < order - 1; j++)
 919             delay[j] = delay[j + 1];
 920         delay[order - 1] = buffer[i];
 921     }
 922 }
 923
 924 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
 925 {
 926     int i, j;
 927     int32_t dotprod, sign;
 928     int32_t coeffs[8], delay[8];
 929
 930     memset(coeffs, 0, sizeof(coeffs));
 931     memset(delay,  0, sizeof(delay));
 932     for (i = 0; i < length; i++) {
 933         dotprod = 0;
 934         sign = APESIGN(buffer[i]);
 935         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 936             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
 937             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
 938         }
 939         for (j = 7; j > 0; j--)
 940             delay[j] = delay[j - 1];
 941         delay[0] = buffer[i];
 942         buffer[i] -= dotprod >> 9;
 943     }
 944 }
 945
 946 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
 947 {
 948     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
 949     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
 950     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
 951     int32_t coeffs[256], delay[256];
 952     int start = 4, shift = 10;
 953
 954     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
 955         start = 16;
 956         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
 957         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
 958     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
 959         int order = 128, shift2 = 11;
 960
 961         if (ctx->fileversion >= 3830) {
 962             order <<= 1;
 963             shift++;
 964             shift2++;
 965             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
 966             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
 967         }
 968         start = order;
 969         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
 970         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
 971     }
 972
 973     while (count--) {
 974         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
 975         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
 976             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
 977             decoded0++;
 978             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
 979             decoded1++;
 980         } else {
 981             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
 982                                     start, shift);
 983             decoded0++;
 984             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
 985                                     start, shift);
 986             decoded1++;
 987         }
 988
 989         /* Combined */
 990         p->buf++;
 991         p->sample_pos++;
 992
 993         /* Have we filled the history buffer? */
 994         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
 995             memmove(p->historybuffer, p->buf,
 996                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
 997             p->buf = p->historybuffer;
 998         }
 999     }
1000 }
1001
1002 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
1003 {
1004     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1005     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1006     int32_t coeffs[256], delay[256];
1007     int start = 4, shift = 10;
1008
1009     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1010         start = 16;
1011         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
1012     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1013         int order = 128, shift2 = 11;
1014
1015         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1016             order <<= 1;
1017             shift++;
1018             shift2++;
1019             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1020         }
1021         start = order;
1022         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1023     }
1024
1025     while (count--) {
1026         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1027             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1028             decoded0++;
1029         } else {
1030             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1031                                     start, shift);
1032             decoded0++;
1033         }
1034
1035         /* Combined */
1036         p->buf++;
1037         p->sample_pos++;
1038
1039         /* Have we filled the history buffer? */
1040         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1041             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1042                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1043             p->buf = p->historybuffer;
1044         }
1045     }
1046 }
1047
1048 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1049                                                   const int decoded, const int filter,
1050                                                   const int delayA)
1051 {
1052     int32_t predictionA, sign;
1053     int32_t d0, d1, d2, d3;
1054
1055     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1056     d0 = p->buf[delayA    ];
1057     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1058     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1059     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1060
1061     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1062                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1063                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1064                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1065
1066     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1067     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1068
1069     sign = APESIGN(decoded);
1070     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1071     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1072     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1073     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1074
1075     return p->filterA[filter];
1076 }
1077
1078 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1079 {
1080     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1081     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1082     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1083
1084     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1085
1086     while (count--) {
1087         /* Predictor Y */
1088         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1089         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1090         decoded0++;
1091         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1092         decoded1++;
1093
1094         /* Combined */
1095         p->buf++;
1096
1097         /* Have we filled the history buffer? */
1098         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1099             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1100                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1101             p->buf = p->historybuffer;
1102         }
1103     }
1104 }
1105
1106 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1107 {
1108     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1109     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1110
1111     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1112
1113     while (count--) {
1114         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1115         decoded0++;
1116
1117         p->buf++;
1118
1119         /* Have we filled the history buffer? */
1120         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1121             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1122                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1123             p->buf = p->historybuffer;
1124         }
1125     }
1126 }
1127
1128 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1129                                                     const int decoded, const int filter,
1130                                                     const int delayA,  const int delayB,
1131                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1132 {
1133     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1134
1135     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1136     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1137     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1138     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1139
1140     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1141                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1142                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1143                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1144
1145     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1146     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1147     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1148     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1149     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1150     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1151
1152     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1153                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1154                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1155                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1156                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1157
1158     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1159     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1160
1161     sign = APESIGN(decoded);
1162     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1163     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1164     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1165     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1166     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1167     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1168     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1169     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1170     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1171
1172     return p->filterA[filter];
1173 }
1174
1175 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1176 {
1177     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1178     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1179     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1180
1181     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1182
1183     while (count--) {
1184         /* Predictor Y */
1185         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1186                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1187         decoded0++;
1188         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1189                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1190         decoded1++;
1191
1192         /* Combined */
1193         p->buf++;
1194
1195         /* Have we filled the history buffer? */
1196         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1197             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1198                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1199             p->buf = p->historybuffer;
1200         }
1201     }
1202 }
1203
1204 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1205 {
1206     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1207     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1208     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1209
1210     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1211
1212     currentA = p->lastA[0];
1213
1214     while (count--) {
1215         A = *decoded0;
1216
1217         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1218         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1219
1220         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1221                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1222                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1223                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1224
1225         currentA = A + (predictionA >> 10);
1226
1227         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1228         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1229
1230         sign = APESIGN(A);
1231         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1232         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1233         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1234         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1235
1236         p->buf++;
1237
1238         /* Have we filled the history buffer? */
1239         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1240             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1241                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1242             p->buf = p->historybuffer;
1243         }
1244
1245         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1246         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1247     }
1248
1249     p->lastA[0] = currentA;
1250 }
1251
1252 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1253 {
1254     f->coeffs = buf;
1255     f->historybuffer = buf + order;
1256     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1257     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1258
1259     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1260     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1261     f->avg = 0;
1262 }
1263
1264 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1265 {
1266     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1267     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1268 }
1269
1270 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1271                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1272 {
1273     int res;
1274     int absres;
1275
1276     while (count--) {
1277         /* round fixedpoint scalar product */
1278         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
1279                                                     f->adaptcoeffs - order,
1280                                                     order, APESIGN(*data));
1281         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1282         res += *data;
1283         *data++ = res;
1284
1285         /* Update the output history */
1286         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1287
1288         if (version < 3980) {
1289             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1290             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1291             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1292             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1293         } else {
1294             /* Version 3.98 and later files */
1295
1296             /* Update the adaption coefficients */
1297             absres = FFABS(res);
1298             if (absres)
1299                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1300                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1301             else
1302                 *f->adaptcoeffs = 0;
1303
1304             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1305
1306             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1307             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1308             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1309         }
1310
1311         f->adaptcoeffs++;
1312
1313         /* Have we filled the history buffer? */
1314         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1315             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1316                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1317             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1318             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1319         }
1320     }
1321 }
1322
1323 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1324                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1325                          int count, int order, int fracbits)
1326 {
1327     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1328     if (data1)
1329         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1330 }
1331
1332 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1333                               int32_t *decoded1, int count)
1334 {
1335     int i;
1336
1337     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1338         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1339             break;
1340         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1341                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1342                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1343     }
1344 }
1345
1346 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1347 {
1348     int i, ret;
1349     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1350         return ret;
1351     init_predictor_decoder(ctx);
1352
1353     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1354         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1355             break;
1356         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1357                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1358     }
1359     return 0;
1360 }
1361
1362 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1363 {
1364     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1365         /* We are pure silence, so we're done. */
1366         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1367         return;
1368     }
1369
1370     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1371
1372     /* Now apply the predictor decoding */
1373     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1374
1375     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1376     if (ctx->channels == 2) {
1377         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1378     }
1379 }
1380
1381 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1382 {
1383     int32_t left, right;
1384     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1385     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1386
1387     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1388         /* We are pure silence, so we're done. */
1389         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1390         return;
1391     }
1392
1393     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1394
1395     /* Now apply the predictor decoding */
1396     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1397
1398     /* Decorrelate and scale to output depth */
1399     while (count--) {
1400         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1401         right = left + *decoded0;
1402
1403         *(decoded0++) = left;
1404         *(decoded1++) = right;
1405     }
1406 }
1407
1408 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1409                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1410 {
1411     AVFrame *frame     = data;
1412     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1413     APEContext *s = avctx->priv_data;
1414     uint8_t *sample8;
1415     int16_t *sample16;
1416     int32_t *sample24;
1417     int i, ch, ret;
1418     int blockstodecode;
1419
1420     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1421        check it just to make sure. */
1422     av_assert0(s->samples >= 0);
1423
1424     if(!s->samples){
1425         uint32_t nblocks, offset;
1426         int buf_size;
1427
1428         if (!avpkt->size) {
1429             *got_frame_ptr = 0;
1430             return 0;
1431         }
1432         if (avpkt->size < 8) {
1433             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1434             return AVERROR_INVALIDDATA;
1435         }
1436         buf_size = avpkt->size & ~3;
1437         if (buf_size != avpkt->size) {
1438             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1439                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1440         }
1441         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1442             buf_size += 2;
1443         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1444         if (!s->data)
1445             return AVERROR(ENOMEM);
1446         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
1447         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1448         s->ptr = s->data;
1449         s->data_end = s->data + buf_size;
1450
1451         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1452         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1453         if (s->fileversion >= 3900) {
1454             if (offset > 3) {
1455                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1456                 s->data = NULL;
1457                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1458             }
1459             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1460                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1461                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1462             }
1463             s->ptr += offset;
1464         } else {
1465             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1466                 return ret;
1467             if (s->fileversion > 3800)
1468                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1469             else
1470                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1471         }
1472
1473         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1474             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1475                    nblocks);
1476             return AVERROR_INVALIDDATA;
1477         }
1478         s->samples = nblocks;
1479
1480         /* Initialize the frame decoder */
1481         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1482             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1483             return AVERROR_INVALIDDATA;
1484         }
1485     }
1486
1487     if (!s->data) {
1488         *got_frame_ptr = 0;
1489         return avpkt->size;
1490     }
1491
1492     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1493     // for old files coefficients were not interleaved,
1494     // so we need to decode all of them at once
1495     if (s->fileversion < 3930)
1496         blockstodecode = s->samples;
1497
1498     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1499     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1500                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1501     if (!s->decoded_buffer)
1502         return AVERROR(ENOMEM);
1503     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1504     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1505     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1506
1507     /* get output buffer */
1508     frame->nb_samples = blockstodecode;
1509     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1510         return ret;
1511
1512     s->error=0;
1513
1514     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1515         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1516     else
1517         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1518     emms_c();
1519
1520     if (s->error) {
1521         s->samples=0;
1522         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1523         return AVERROR_INVALIDDATA;
1524     }
1525
1526     switch (s->bps) {
1527     case 8:
1528         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1529             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1530             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1531                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1532         }
1533         break;
1534     case 16:
1535         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1536             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1537             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1538                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1539         }
1540         break;
1541     case 24:
1542         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1543             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1544             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1545                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1546         }
1547         break;
1548     }
1549
1550     s->samples -= blockstodecode;
1551
1552     *got_frame_ptr = 1;
1553
1554     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1555 }
1556
1557 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1558 {
1559     APEContext *s = avctx->priv_data;
1560     s->samples= 0;
1561 }
1562
1563 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1564 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1565 static const AVOption options[] = {
1566     { "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" },
1567     { "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" },
1568     { NULL},
1569 };
1570
1571 static const AVClass ape_decoder_class = {
1572     .class_name = "APE decoder",
1573     .item_name  = av_default_item_name,
1574     .option     = options,
1575     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1576 };
1577
1578 AVCodec ff_ape_decoder = {
1579     .name           = "ape",
1580     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1581     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1582     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1583     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1584     .init           = ape_decode_init,
1585     .close          = ape_decode_close,
1586     .decode         = ape_decode_frame,
1587     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1588     .flush          = ape_flush,
1589     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1590                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1591                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1592                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1593     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1594 };