avcodec/nvenc: support external context in sw mode
[ffmpeg.git] / libavcodec / apedec.c
1 /*
2  * Monkey's Audio lossless audio decoder
3  * Copyright (c) 2007 Benjamin Zores <ben@geexbox.org>
4  *  based upon libdemac from Dave Chapman.
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include <inttypes.h>
24
25 #include "libavutil/avassert.h"
26 #include "libavutil/channel_layout.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28 #include "lossless_audiodsp.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "bswapdsp.h"
31 #include "bytestream.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "get_bits.h"
34 #include "unary.h"
35
36 /**
37  * @file
38  * Monkey's Audio lossless audio decoder
39  */
40
41 #define MAX_CHANNELS        2
42 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
43
44 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
45 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
46 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
47
48 #define HISTORY_SIZE 512
49 #define PREDICTOR_ORDER 8
50 /** Total size of all predictor histories */
51 #define PREDICTOR_SIZE 50
52
53 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
54 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
55 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
56 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
57
58 #define YADAPTCOEFFSA 18
59 #define XADAPTCOEFFSA 14
60 #define YADAPTCOEFFSB 10
61 #define XADAPTCOEFFSB 5
62
63 /**
64  * Possible compression levels
65  * @{
66  */
67 enum APECompressionLevel {
68     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
69     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
70     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
71     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
72     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
73 };
74 /** @} */
75
76 #define APE_FILTER_LEVELS 3
77
78 /** Filter orders depending on compression level */
79 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
80     {  0,   0,    0 },
81     { 16,   0,    0 },
82     { 64,   0,    0 },
83     { 32, 256,    0 },
84     { 16, 256, 1280 }
85 };
86
87 /** Filter fraction bits depending on compression level */
88 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
89     {  0,  0,  0 },
90     { 11,  0,  0 },
91     { 11,  0,  0 },
92     { 10, 13,  0 },
93     { 11, 13, 15 }
94 };
95
96
97 /** Filters applied to the decoded data */
98 typedef struct APEFilter {
99     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
100     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
101     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
102     int16_t *delay;         ///< filtered values
103
104     int avg;
105 } APEFilter;
106
107 typedef struct APERice {
108     uint32_t k;
109     uint32_t ksum;
110 } APERice;
111
112 typedef struct APERangecoder {
113     uint32_t low;           ///< low end of interval
114     uint32_t range;         ///< length of interval
115     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
116     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
117 } APERangecoder;
118
119 /** Filter histories */
120 typedef struct APEPredictor {
121     int32_t *buf;
122
123     int32_t lastA[2];
124
125     int32_t filterA[2];
126     int32_t filterB[2];
127
128     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     BswapDSPContext bdsp;
140     LLAudDSPContext adsp;
141     int channels;
142     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
143     int bps;
144
145     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
146     int compression_level;                   ///< compression levels
147     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
148     int flags;                               ///< global decoder flags
149
150     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
151     int frameflags;                          ///< frame flags
152     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
153
154     int32_t *decoded_buffer;
155     int decoded_size;
156     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
157     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
158
159     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
160
161     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
162     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
163     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
164     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
165     GetBitContext gb;
166
167     uint8_t *data;                           ///< current frame data
168     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
169     int data_size;                           ///< frame data allocated size
170     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
171
172     int error;
173
174     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
175     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
176     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
177     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
178 } APEContext;
179
180 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
181                               int32_t *decoded1, int count);
182
183 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
184 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
185 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
186 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
187 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
188 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
189 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
190 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
191 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
192
193 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
194 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
195 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
196 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
197 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
198 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
199
200 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
201 {
202     APEContext *s = avctx->priv_data;
203     int i;
204
205     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
206         av_freep(&s->filterbuf[i]);
207
208     av_freep(&s->decoded_buffer);
209     av_freep(&s->data);
210     s->decoded_size = s->data_size = 0;
211
212     return 0;
213 }
214
215 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
216 {
217     APEContext *s = avctx->priv_data;
218     int i;
219
220     if (avctx->extradata_size != 6) {
221         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
222         return AVERROR(EINVAL);
223     }
224     if (avctx->channels > 2) {
225         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
226         return AVERROR(EINVAL);
227     }
228     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
229     switch (s->bps) {
230     case 8:
231         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
232         break;
233     case 16:
234         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
235         break;
236     case 24:
237         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
238         break;
239     default:
240         avpriv_request_sample(avctx,
241                               "%d bits per coded sample", s->bps);
242         return AVERROR_PATCHWELCOME;
243     }
244     s->avctx             = avctx;
245     s->channels          = avctx->channels;
246     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
247     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
248     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
249
250     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
251            s->compression_level, s->flags);
252     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
253         !s->compression_level ||
254         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
255         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
256                s->compression_level);
257         return AVERROR_INVALIDDATA;
258     }
259     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
260     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
261         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
262             break;
263         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
264                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
265                          filter_alloc_fail);
266     }
267
268     if (s->fileversion < 3860) {
269         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
270         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
271     } else if (s->fileversion < 3900) {
272         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
273         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
274     } else if (s->fileversion < 3930) {
275         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
276         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
277     } else if (s->fileversion < 3990) {
278         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
279         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
280     } else {
281         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
282         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
283     }
284
285     if (s->fileversion < 3930) {
286         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
287         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
288     } else if (s->fileversion < 3950) {
289         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
290         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
291     } else {
292         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
293         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
294     }
295
296     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
297     ff_llauddsp_init(&s->adsp);
298     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
299
300     return 0;
301 filter_alloc_fail:
302     ape_decode_close(avctx);
303     return AVERROR(ENOMEM);
304 }
305
306 /**
307  * @name APE range decoding functions
308  * @{
309  */
310
311 #define CODE_BITS    32
312 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
313 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
314 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
315 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
316
317 /** Start the decoder */
318 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
319 {
320     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
321     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
322     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
323 }
324
325 /** Perform normalization */
326 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
327 {
328     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
329         ctx->rc.buffer <<= 8;
330         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
331             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
332             ctx->ptr++;
333         } else {
334             ctx->error = 1;
335         }
336         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
337         ctx->rc.range  <<= 8;
338     }
339 }
340
341 /**
342  * Calculate cumulative frequency for next symbol. Does NO update!
343  * @param ctx decoder context
344  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
345  * @return the cumulative frequency
346  */
347 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
348 {
349     range_dec_normalize(ctx);
350     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
351     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
352 }
353
354 /**
355  * Decode value with given size in bits
356  * @param ctx decoder context
357  * @param shift number of bits to decode
358  */
359 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
360 {
361     range_dec_normalize(ctx);
362     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
363     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
364 }
365
366
367 /**
368  * Update decoding state
369  * @param ctx decoder context
370  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
371  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
372  */
373 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
374 {
375     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
376     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
377 }
378
379 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
380 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
381 {
382     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
383     range_decode_update(ctx, 1, sym);
384     return sym;
385 }
386
387
388 #define MODEL_ELEMENTS 64
389
390 /**
391  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
392  */
393 static const uint16_t counts_3970[22] = {
394         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
395     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
396     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
397 };
398
399 /**
400  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
401  */
402 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
403     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
404     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
405     19, 11, 7, 4, 2,
406 };
407
408 /**
409  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
410  */
411 static const uint16_t counts_3980[22] = {
412         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
413     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
414     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
415 };
416
417 /**
418  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
419  */
420 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
421     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
422     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
423     3, 2, 1, 1, 1,
424 };
425
426 /**
427  * Decode symbol
428  * @param ctx decoder context
429  * @param counts probability range start position
430  * @param counts_diff probability range widths
431  */
432 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
433                                    const uint16_t counts[],
434                                    const uint16_t counts_diff[])
435 {
436     int symbol, cf;
437
438     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
439
440     if(cf > 65492){
441         symbol= cf - 65535 + 63;
442         range_decode_update(ctx, 1, cf);
443         if(cf > 65535)
444             ctx->error=1;
445         return symbol;
446     }
447     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
448     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
449
450     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
451
452     return symbol;
453 }
454 /** @} */ // group rangecoder
455
456 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
457 {
458     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
459     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
460
461     if (rice->ksum < lim)
462         rice->k--;
463     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
464         rice->k++;
465 }
466
467 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
468 {
469     unsigned int x;
470
471     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
472
473     if (k)
474         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
475
476     return x;
477 }
478
479 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
480                                         APERice *rice)
481 {
482     unsigned int x, overflow;
483
484     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
485
486     if (ctx->fileversion > 3880) {
487         while (overflow >= 16) {
488             overflow -= 16;
489             rice->k  += 4;
490         }
491     }
492
493     if (!rice->k)
494         x = overflow;
495     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
496         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
497     } else {
498         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %"PRIu32"\n", rice->k);
499         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     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
509 }
510
511 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
512 {
513     unsigned int x, overflow;
514     int tmpk;
515
516     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
517
518     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
519         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
520         overflow = 0;
521     } else
522         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
523
524     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
525         if (tmpk > 23) {
526             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
527             return AVERROR_INVALIDDATA;
528         }
529         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
530     } else if (tmpk <= 31) {
531         x = range_decode_bits(ctx, 16);
532         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
533     } else {
534         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
535         return AVERROR_INVALIDDATA;
536     }
537     x += overflow << tmpk;
538
539     update_rice(rice, x);
540
541     /* Convert to signed */
542     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
543 }
544
545 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
546 {
547     unsigned int x, overflow;
548     int base, pivot;
549
550     pivot = rice->ksum >> 5;
551     if (pivot == 0)
552         pivot = 1;
553
554     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
555
556     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
557         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
558         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
559     }
560
561     if (pivot < 0x10000) {
562         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
563         range_decode_update(ctx, 1, base);
564     } else {
565         int base_hi = pivot, base_lo;
566         int bbits = 0;
567
568         while (base_hi & ~0xFFFF) {
569             base_hi >>= 1;
570             bbits++;
571         }
572         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
573         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
574         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
575         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
576
577         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
578     }
579
580     x = base + overflow * pivot;
581
582     update_rice(rice, x);
583
584     /* Convert to signed */
585     return ((x >> 1) ^ ((x & 1) - 1)) + 1;
586 }
587
588 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
589                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
590 {
591     int i;
592     int ksummax, ksummin;
593
594     rice->ksum = 0;
595     for (i = 0; i < FFMIN(blockstodecode, 5); i++) {
596         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
597         rice->ksum += out[i];
598     }
599     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
600     if (rice->k >= 24)
601         return;
602     for (; i < FFMIN(blockstodecode, 64); i++) {
603         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
604         rice->ksum += out[i];
605         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
606         if (rice->k >= 24)
607             return;
608     }
609     ksummax = 1 << rice->k + 7;
610     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
611     for (; i < blockstodecode; i++) {
612         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
613         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
614         while (rice->ksum < ksummin) {
615             rice->k--;
616             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
617             ksummax >>= 1;
618         }
619         while (rice->ksum >= ksummax) {
620             rice->k++;
621             if (rice->k > 24)
622                 return;
623             ksummax <<= 1;
624             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
625         }
626     }
627
628     for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
629         out[i] = ((out[i] >> 1) ^ ((out[i] & 1) - 1)) + 1;
630 }
631
632 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
633 {
634     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
635                       blockstodecode);
636 }
637
638 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
639 {
640     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
641                       blockstodecode);
642     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
643                       blockstodecode);
644 }
645
646 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
647 {
648     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
649
650     while (blockstodecode--)
651         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
652 }
653
654 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
655 {
656     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
657     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
658     int blocks = blockstodecode;
659
660     while (blockstodecode--)
661         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
662     while (blocks--)
663         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
664 }
665
666 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
667 {
668     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
669
670     while (blockstodecode--)
671         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
672 }
673
674 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
675 {
676     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
677     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
678     int blocks = blockstodecode;
679
680     while (blockstodecode--)
681         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
682     range_dec_normalize(ctx);
683     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
684     ctx->ptr -= 1;
685     range_start_decoding(ctx);
686     while (blocks--)
687         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
688 }
689
690 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
691 {
692     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
693     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
694
695     while (blockstodecode--) {
696         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
697         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
698     }
699 }
700
701 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
702 {
703     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
704
705     while (blockstodecode--)
706         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
707 }
708
709 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
710 {
711     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
712     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
713
714     while (blockstodecode--) {
715         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
716         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
717     }
718 }
719
720 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
721 {
722     /* Read the CRC */
723     if (ctx->fileversion >= 3900) {
724         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
725             return AVERROR_INVALIDDATA;
726         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
727     } else {
728         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
729     }
730
731     /* Read the frame flags if they exist */
732     ctx->frameflags = 0;
733     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
734         ctx->CRC &= ~0x80000000;
735
736         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
737             return AVERROR_INVALIDDATA;
738         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
739     }
740
741     /* Initialize the rice structs */
742     ctx->riceX.k = 10;
743     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
744     ctx->riceY.k = 10;
745     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
746
747     if (ctx->fileversion >= 3900) {
748         /* The first 8 bits of input are ignored. */
749         ctx->ptr++;
750
751         range_start_decoding(ctx);
752     }
753
754     return 0;
755 }
756
757 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
758     375,
759 };
760
761 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
762     64, 115, 64,
763 };
764
765 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
766     740, 0
767 };
768
769 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
770     360, 317, -109, 98
771 };
772
773 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
774 {
775     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
776
777     /* Zero the history buffers */
778     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
779     p->buf = p->historybuffer;
780
781     /* Initialize and zero the coefficients */
782     if (ctx->fileversion < 3930) {
783         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
784             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
785                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
786             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
787                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
788         } else {
789             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
790                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
791             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
792                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
793         }
794     } else {
795         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
796         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
797     }
798     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
799     if (ctx->fileversion < 3930) {
800         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
801                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
802         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
803                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
804     }
805
806     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
807     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
808     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
809
810     p->sample_pos = 0;
811 }
812
813 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
814 static inline int APESIGN(int32_t x) {
815     return (x < 0) - (x > 0);
816 }
817
818 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
819                                              const int decoded, const int filter,
820                                              const int delayA)
821 {
822     int32_t predictionA;
823
824     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
825     if (p->sample_pos < 3) {
826         p->lastA[filter]   = decoded;
827         p->filterA[filter] = decoded;
828         return decoded;
829     }
830
831     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
832     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
833
834     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
835         p->coeffsA[filter][0]++;
836     else
837         p->coeffsA[filter][0]--;
838
839     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
840
841     return p->filterA[filter];
842 }
843
844 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
845                                         const int decoded, const int filter,
846                                         const int delayA,  const int delayB,
847                                         const int start,   const int shift)
848 {
849     int32_t predictionA, predictionB, sign;
850     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
851
852     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
853     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
854     if (p->sample_pos < start) {
855         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
856         p->lastA[filter]   = decoded;
857         p->filterB[filter] = decoded;
858         p->filterA[filter] = predictionA;
859         return predictionA;
860     }
861     d2 =  p->buf[delayA];
862     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
863     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
864     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
865     d4 =  p->buf[delayB];
866
867     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
868                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
869                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
870
871     sign = APESIGN(decoded);
872     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
873     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
874     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
875
876     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
877                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
878     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
879     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
880     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
881     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
882
883     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
884     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
885
886     return p->filterA[filter];
887 }
888
889 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift, int length)
890 {
891     int i, j;
892     int32_t dotprod, sign;
893     int32_t coeffs[256], delay[256];
894
895     if (order >= length)
896         return;
897
898     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
899     for (i = 0; i < order; i++)
900         delay[i] = buffer[i];
901     for (i = order; i < length; i++) {
902         dotprod = 0;
903         sign = APESIGN(buffer[i]);
904         for (j = 0; j < order; j++) {
905             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
906             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
907         }
908         buffer[i] -= dotprod >> shift;
909         for (j = 0; j < order - 1; j++)
910             delay[j] = delay[j + 1];
911         delay[order - 1] = buffer[i];
912     }
913 }
914
915 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
916 {
917     int i, j;
918     int32_t dotprod, sign;
919     int32_t coeffs[8] = { 0 }, delay[8] = { 0 };
920
921     for (i = 0; i < length; i++) {
922         dotprod = 0;
923         sign = APESIGN(buffer[i]);
924         for (j = 7; j >= 0; j--) {
925             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
926             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
927         }
928         for (j = 7; j > 0; j--)
929             delay[j] = delay[j - 1];
930         delay[0] = buffer[i];
931         buffer[i] -= dotprod >> 9;
932     }
933 }
934
935 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
936 {
937     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
938     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
939     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
940     int start = 4, shift = 10;
941
942     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
943         start = 16;
944         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
945         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, count);
946     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
947         int order = 128, shift2 = 11;
948
949         if (ctx->fileversion >= 3830) {
950             order <<= 1;
951             shift++;
952             shift2++;
953             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
954             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
955         }
956         start = order;
957         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
958         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, count);
959     }
960
961     while (count--) {
962         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
963         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
964             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
965             decoded0++;
966             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
967             decoded1++;
968         } else {
969             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
970                                     start, shift);
971             decoded0++;
972             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
973                                     start, shift);
974             decoded1++;
975         }
976
977         /* Combined */
978         p->buf++;
979         p->sample_pos++;
980
981         /* Have we filled the history buffer? */
982         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
983             memmove(p->historybuffer, p->buf,
984                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
985             p->buf = p->historybuffer;
986         }
987     }
988 }
989
990 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
991 {
992     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
993     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
994     int start = 4, shift = 10;
995
996     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
997         start = 16;
998         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
999     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1000         int order = 128, shift2 = 11;
1001
1002         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1003             order <<= 1;
1004             shift++;
1005             shift2++;
1006             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1007         }
1008         start = order;
1009         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1010     }
1011
1012     while (count--) {
1013         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1014             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1015             decoded0++;
1016         } else {
1017             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1018                                     start, shift);
1019             decoded0++;
1020         }
1021
1022         /* Combined */
1023         p->buf++;
1024         p->sample_pos++;
1025
1026         /* Have we filled the history buffer? */
1027         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1028             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1029                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1030             p->buf = p->historybuffer;
1031         }
1032     }
1033 }
1034
1035 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1036                                                   const int decoded, const int filter,
1037                                                   const int delayA)
1038 {
1039     int32_t predictionA, sign;
1040     int32_t d0, d1, d2, d3;
1041
1042     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1043     d0 = p->buf[delayA    ];
1044     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1045     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1046     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1047
1048     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1049                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1050                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1051                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1052
1053     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1054     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1055
1056     sign = APESIGN(decoded);
1057     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1058     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1059     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1060     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1061
1062     return p->filterA[filter];
1063 }
1064
1065 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1066 {
1067     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1068     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1069     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1070
1071     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1072
1073     while (count--) {
1074         /* Predictor Y */
1075         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1076         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1077         decoded0++;
1078         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1079         decoded1++;
1080
1081         /* Combined */
1082         p->buf++;
1083
1084         /* Have we filled the history buffer? */
1085         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1086             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1087                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1088             p->buf = p->historybuffer;
1089         }
1090     }
1091 }
1092
1093 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1094 {
1095     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1096     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1097
1098     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1099
1100     while (count--) {
1101         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1102         decoded0++;
1103
1104         p->buf++;
1105
1106         /* Have we filled the history buffer? */
1107         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1108             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1109                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1110             p->buf = p->historybuffer;
1111         }
1112     }
1113 }
1114
1115 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1116                                                     const int decoded, const int filter,
1117                                                     const int delayA,  const int delayB,
1118                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1119 {
1120     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1121
1122     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1123     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1124     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1125     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1126
1127     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1128                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1129                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1130                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1131
1132     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1133     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1134     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1135     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1136     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1137     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1138
1139     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1140                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1141                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1142                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1143                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1144
1145     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1146     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1147
1148     sign = APESIGN(decoded);
1149     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1150     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1151     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1152     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1153     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1154     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1155     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1156     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1157     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1158
1159     return p->filterA[filter];
1160 }
1161
1162 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1163 {
1164     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1165     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1166     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1167
1168     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1169
1170     while (count--) {
1171         /* Predictor Y */
1172         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1173                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1174         decoded0++;
1175         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1176                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1177         decoded1++;
1178
1179         /* Combined */
1180         p->buf++;
1181
1182         /* Have we filled the history buffer? */
1183         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1184             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1185                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1186             p->buf = p->historybuffer;
1187         }
1188     }
1189 }
1190
1191 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1192 {
1193     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1194     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1195     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1196
1197     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1198
1199     currentA = p->lastA[0];
1200
1201     while (count--) {
1202         A = *decoded0;
1203
1204         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1205         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1206
1207         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1208                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1209                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1210                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1211
1212         currentA = A + (predictionA >> 10);
1213
1214         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1215         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1216
1217         sign = APESIGN(A);
1218         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1219         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1220         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1221         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1222
1223         p->buf++;
1224
1225         /* Have we filled the history buffer? */
1226         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1227             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1228                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1229             p->buf = p->historybuffer;
1230         }
1231
1232         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1233         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1234     }
1235
1236     p->lastA[0] = currentA;
1237 }
1238
1239 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1240 {
1241     f->coeffs = buf;
1242     f->historybuffer = buf + order;
1243     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1244     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1245
1246     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1247     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1248     f->avg = 0;
1249 }
1250
1251 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1252 {
1253     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1254     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1255 }
1256
1257 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1258                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1259 {
1260     int res;
1261     int absres;
1262
1263     while (count--) {
1264         /* round fixedpoint scalar product */
1265         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1266                                                      f->delay - order,
1267                                                      f->adaptcoeffs - order,
1268                                                      order, APESIGN(*data));
1269         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1270         res += *data;
1271         *data++ = res;
1272
1273         /* Update the output history */
1274         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1275
1276         if (version < 3980) {
1277             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1278             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1279             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1280             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1281         } else {
1282             /* Version 3.98 and later files */
1283
1284             /* Update the adaption coefficients */
1285             absres = FFABS(res);
1286             if (absres)
1287                 *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) *
1288                                   (8 << ((absres > f->avg * 3) + (absres > f->avg * 4 / 3)));
1289                 /* equivalent to the following code
1290                     if (absres <= f->avg * 4 / 3)
1291                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 8;
1292                     else if (absres <= f->avg * 3)
1293                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 16;
1294                     else
1295                         *f->adaptcoeffs = APESIGN(res) * 32;
1296                 */
1297             else
1298                 *f->adaptcoeffs = 0;
1299
1300             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1301
1302             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1303             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1304             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1305         }
1306
1307         f->adaptcoeffs++;
1308
1309         /* Have we filled the history buffer? */
1310         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1311             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1312                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1313             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1314             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1315         }
1316     }
1317 }
1318
1319 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1320                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1321                          int count, int order, int fracbits)
1322 {
1323     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1324     if (data1)
1325         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1326 }
1327
1328 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1329                               int32_t *decoded1, int count)
1330 {
1331     int i;
1332
1333     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1334         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1335             break;
1336         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1337                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1338                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1339     }
1340 }
1341
1342 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1343 {
1344     int i, ret;
1345     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1346         return ret;
1347     init_predictor_decoder(ctx);
1348
1349     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1350         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1351             break;
1352         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1353                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1354     }
1355     return 0;
1356 }
1357
1358 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1359 {
1360     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1361         /* We are pure silence, so we're done. */
1362         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1363         return;
1364     }
1365
1366     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1367
1368     /* Now apply the predictor decoding */
1369     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1370
1371     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1372     if (ctx->channels == 2) {
1373         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1374     }
1375 }
1376
1377 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1378 {
1379     int32_t left, right;
1380     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1381     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1382
1383     if ((ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) == APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1384         /* We are pure silence, so we're done. */
1385         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1386         return;
1387     }
1388
1389     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1390
1391     /* Now apply the predictor decoding */
1392     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1393
1394     /* Decorrelate and scale to output depth */
1395     while (count--) {
1396         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1397         right = left + *decoded0;
1398
1399         *(decoded0++) = left;
1400         *(decoded1++) = right;
1401     }
1402 }
1403
1404 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1405                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1406 {
1407     AVFrame *frame     = data;
1408     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1409     APEContext *s = avctx->priv_data;
1410     uint8_t *sample8;
1411     int16_t *sample16;
1412     int32_t *sample24;
1413     int i, ch, ret;
1414     int blockstodecode;
1415
1416     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1417        check it just to make sure. */
1418     av_assert0(s->samples >= 0);
1419
1420     if(!s->samples){
1421         uint32_t nblocks, offset;
1422         int buf_size;
1423
1424         if (!avpkt->size) {
1425             *got_frame_ptr = 0;
1426             return 0;
1427         }
1428         if (avpkt->size < 8) {
1429             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1430             return AVERROR_INVALIDDATA;
1431         }
1432         buf_size = avpkt->size & ~3;
1433         if (buf_size != avpkt->size) {
1434             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1435                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1436         }
1437         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1438             buf_size += 2;
1439         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1440         if (!s->data)
1441             return AVERROR(ENOMEM);
1442         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1443                           buf_size >> 2);
1444         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1445         s->ptr = s->data;
1446         s->data_end = s->data + buf_size;
1447
1448         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1449         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1450         if (s->fileversion >= 3900) {
1451             if (offset > 3) {
1452                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1453                 s->data = NULL;
1454                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1455             }
1456             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1457                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1458                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1459             }
1460             s->ptr += offset;
1461         } else {
1462             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1463                 return ret;
1464             if (s->fileversion > 3800)
1465                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1466             else
1467                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1468         }
1469
1470         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1471             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1472                    nblocks);
1473             return AVERROR_INVALIDDATA;
1474         }
1475
1476         /* Initialize the frame decoder */
1477         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1478             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1479             return AVERROR_INVALIDDATA;
1480         }
1481         s->samples = nblocks;
1482     }
1483
1484     if (!s->data) {
1485         *got_frame_ptr = 0;
1486         return avpkt->size;
1487     }
1488
1489     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1490     // for old files coefficients were not interleaved,
1491     // so we need to decode all of them at once
1492     if (s->fileversion < 3930)
1493         blockstodecode = s->samples;
1494
1495     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1496     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1497                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1498     if (!s->decoded_buffer)
1499         return AVERROR(ENOMEM);
1500     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1501     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1502     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1503
1504     /* get output buffer */
1505     frame->nb_samples = blockstodecode;
1506     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1507         return ret;
1508
1509     s->error=0;
1510
1511     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1512         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1513     else
1514         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1515     emms_c();
1516
1517     if (s->error) {
1518         s->samples=0;
1519         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1520         return AVERROR_INVALIDDATA;
1521     }
1522
1523     switch (s->bps) {
1524     case 8:
1525         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1526             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1527             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1528                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1529         }
1530         break;
1531     case 16:
1532         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1533             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1534             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1535                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1536         }
1537         break;
1538     case 24:
1539         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1540             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1541             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1542                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1543         }
1544         break;
1545     }
1546
1547     s->samples -= blockstodecode;
1548
1549     *got_frame_ptr = 1;
1550
1551     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1552 }
1553
1554 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1555 {
1556     APEContext *s = avctx->priv_data;
1557     s->samples= 0;
1558 }
1559
1560 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1561 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1562 static const AVOption options[] = {
1563     { "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" },
1564     { "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" },
1565     { NULL},
1566 };
1567
1568 static const AVClass ape_decoder_class = {
1569     .class_name = "APE decoder",
1570     .item_name  = av_default_item_name,
1571     .option     = options,
1572     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1573 };
1574
1575 AVCodec ff_ape_decoder = {
1576     .name           = "ape",
1577     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1578     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1579     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1580     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1581     .init           = ape_decode_init,
1582     .close          = ape_decode_close,
1583     .decode         = ape_decode_frame,
1584     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DELAY |
1585                       AV_CODEC_CAP_DR1,
1586     .flush          = ape_flush,
1587     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1588                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1589                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1590                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1591     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1592 };