Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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 "avcodec.h"
24 #include "dsputil.h"
25 #include "bytestream.h"
26 #include "libavutil/audioconvert.h"
27 #include "libavutil/avassert.h"
28
29 /**
30  * @file
31  * Monkey's Audio lossless audio decoder
32  */
33
34 #define BLOCKS_PER_LOOP     4608
35 #define MAX_CHANNELS        2
36 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
37
38 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
39 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
40 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
41
42 #define HISTORY_SIZE 512
43 #define PREDICTOR_ORDER 8
44 /** Total size of all predictor histories */
45 #define PREDICTOR_SIZE 50
46
47 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
48 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
49 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
50 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
51
52 #define YADAPTCOEFFSA 18
53 #define XADAPTCOEFFSA 14
54 #define YADAPTCOEFFSB 10
55 #define XADAPTCOEFFSB 5
56
57 /**
58  * Possible compression levels
59  * @{
60  */
61 enum APECompressionLevel {
62     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
63     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
64     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
65     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
66     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
67 };
68 /** @} */
69
70 #define APE_FILTER_LEVELS 3
71
72 /** Filter orders depending on compression level */
73 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
74     {  0,   0,    0 },
75     { 16,   0,    0 },
76     { 64,   0,    0 },
77     { 32, 256,    0 },
78     { 16, 256, 1280 }
79 };
80
81 /** Filter fraction bits depending on compression level */
82 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
83     {  0,  0,  0 },
84     { 11,  0,  0 },
85     { 11,  0,  0 },
86     { 10, 13,  0 },
87     { 11, 13, 15 }
88 };
89
90
91 /** Filters applied to the decoded data */
92 typedef struct APEFilter {
93     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
94     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
95     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
96     int16_t *delay;         ///< filtered values
97
98     int avg;
99 } APEFilter;
100
101 typedef struct APERice {
102     uint32_t k;
103     uint32_t ksum;
104 } APERice;
105
106 typedef struct APERangecoder {
107     uint32_t low;           ///< low end of interval
108     uint32_t range;         ///< length of interval
109     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
110     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
111 } APERangecoder;
112
113 /** Filter histories */
114 typedef struct APEPredictor {
115     int32_t *buf;
116
117     int32_t lastA[2];
118
119     int32_t filterA[2];
120     int32_t filterB[2];
121
122     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
123     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
124     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
125 } APEPredictor;
126
127 /** Decoder context */
128 typedef struct APEContext {
129     AVCodecContext *avctx;
130     AVFrame frame;
131     DSPContext dsp;
132     int channels;
133     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
134
135     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
136     int compression_level;                   ///< compression levels
137     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
138     int flags;                               ///< global decoder flags
139
140     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
141     int frameflags;                          ///< frame flags
142     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
143
144     int32_t decoded0[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the first channel
145     int32_t decoded1[BLOCKS_PER_LOOP];       ///< decoded data for the second channel
146
147     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
148
149     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
150     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
151     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
152     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
153
154     uint8_t *data;                           ///< current frame data
155     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
156     int data_size;                           ///< frame data allocated size
157     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
158
159     int error;
160 } APEContext;
161
162 // TODO: dsputilize
163
164 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
165 {
166     APEContext *s = avctx->priv_data;
167     int i;
168
169     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
170         av_freep(&s->filterbuf[i]);
171
172     av_freep(&s->data);
173     s->data_size = 0;
174
175     return 0;
176 }
177
178 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
179 {
180     APEContext *s = avctx->priv_data;
181     int i;
182
183     if (avctx->extradata_size != 6) {
184         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
185         return AVERROR(EINVAL);
186     }
187     if (avctx->bits_per_coded_sample != 16) {
188         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 16-bit samples are supported\n");
189         return AVERROR(EINVAL);
190     }
191     if (avctx->channels > 2) {
192         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
193         return AVERROR(EINVAL);
194     }
195     s->avctx             = avctx;
196     s->channels          = avctx->channels;
197     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
198     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
199     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
200
201     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
202            s->compression_level, s->flags);
203     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE) {
204         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
205                s->compression_level);
206         return AVERROR_INVALIDDATA;
207     }
208     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
209     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
210         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
211             break;
212         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
213                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
214                          filter_alloc_fail);
215     }
216
217     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
218     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
219     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
220
221     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
222     avctx->coded_frame = &s->frame;
223
224     return 0;
225 filter_alloc_fail:
226     ape_decode_close(avctx);
227     return AVERROR(ENOMEM);
228 }
229
230 /**
231  * @name APE range decoding functions
232  * @{
233  */
234
235 #define CODE_BITS    32
236 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
237 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
238 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
239 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
240
241 /** Start the decoder */
242 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
243 {
244     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
245     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
246     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
247 }
248
249 /** Perform normalization */
250 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
251 {
252     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
253         ctx->rc.buffer <<= 8;
254         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
255             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
256             ctx->ptr++;
257         } else {
258             ctx->error = 1;
259         }
260         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
261         ctx->rc.range  <<= 8;
262     }
263 }
264
265 /**
266  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
267  * @param ctx decoder context
268  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
269  * @return the culmulative frequency
270  */
271 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
272 {
273     range_dec_normalize(ctx);
274     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
275     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
276 }
277
278 /**
279  * Decode value with given size in bits
280  * @param ctx decoder context
281  * @param shift number of bits to decode
282  */
283 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
284 {
285     range_dec_normalize(ctx);
286     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
287     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
288 }
289
290
291 /**
292  * Update decoding state
293  * @param ctx decoder context
294  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
295  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
296  */
297 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
298 {
299     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
300     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
301 }
302
303 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
304 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
305 {
306     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
307     range_decode_update(ctx, 1, sym);
308     return sym;
309 }
310
311
312 #define MODEL_ELEMENTS 64
313
314 /**
315  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
316  */
317 static const uint16_t counts_3970[22] = {
318         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
319     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
320     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
321 };
322
323 /**
324  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
325  */
326 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
327     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
328     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
329     19, 11, 7, 4, 2,
330 };
331
332 /**
333  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
334  */
335 static const uint16_t counts_3980[22] = {
336         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
337     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
338     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
339 };
340
341 /**
342  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
343  */
344 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
345     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
346     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
347     3, 2, 1, 1, 1,
348 };
349
350 /**
351  * Decode symbol
352  * @param ctx decoder context
353  * @param counts probability range start position
354  * @param counts_diff probability range widths
355  */
356 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
357                                    const uint16_t counts[],
358                                    const uint16_t counts_diff[])
359 {
360     int symbol, cf;
361
362     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
363
364     if(cf > 65492){
365         symbol= cf - 65535 + 63;
366         range_decode_update(ctx, 1, cf);
367         if(cf > 65535)
368             ctx->error=1;
369         return symbol;
370     }
371     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
372     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
373
374     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
375
376     return symbol;
377 }
378 /** @} */ // group rangecoder
379
380 static inline void update_rice(APERice *rice, int x)
381 {
382     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
383     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
384
385     if (rice->ksum < lim)
386         rice->k--;
387     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
388         rice->k++;
389 }
390
391 static inline int ape_decode_value(APEContext *ctx, APERice *rice)
392 {
393     int x, overflow;
394
395     if (ctx->fileversion < 3990) {
396         int tmpk;
397
398         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
399
400         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
401             tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
402             overflow = 0;
403         } else
404             tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
405
406         if (tmpk <= 16)
407             x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
408         else {
409             x = range_decode_bits(ctx, 16);
410             x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
411         }
412         x += overflow << tmpk;
413     } else {
414         int base, pivot;
415
416         pivot = rice->ksum >> 5;
417         if (pivot == 0)
418             pivot = 1;
419
420         overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
421
422         if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
423             overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
424             overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
425         }
426
427         if (pivot < 0x10000) {
428             base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
429             range_decode_update(ctx, 1, base);
430         } else {
431             int base_hi = pivot, base_lo;
432             int bbits = 0;
433
434             while (base_hi & ~0xFFFF) {
435                 base_hi >>= 1;
436                 bbits++;
437             }
438             base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
439             range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
440             base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
441             range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
442
443             base = (base_hi << bbits) + base_lo;
444         }
445
446         x = base + overflow * pivot;
447     }
448
449     update_rice(rice, x);
450
451     /* Convert to signed */
452     if (x & 1)
453         return (x >> 1) + 1;
454     else
455         return -(x >> 1);
456 }
457
458 static void entropy_decode(APEContext *ctx, int blockstodecode, int stereo)
459 {
460     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
461     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
462
463     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
464         /* We are pure silence, just memset the output buffer. */
465         memset(decoded0, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
466         memset(decoded1, 0, blockstodecode * sizeof(int32_t));
467     } else {
468         while (blockstodecode--) {
469             *decoded0++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceY);
470             if (stereo)
471                 *decoded1++ = ape_decode_value(ctx, &ctx->riceX);
472         }
473     }
474 }
475
476 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
477 {
478     /* Read the CRC */
479     if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
480         return AVERROR_INVALIDDATA;
481     ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
482
483     /* Read the frame flags if they exist */
484     ctx->frameflags = 0;
485     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
486         ctx->CRC &= ~0x80000000;
487
488         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
489             return AVERROR_INVALIDDATA;
490         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
491     }
492
493     /* Initialize the rice structs */
494     ctx->riceX.k = 10;
495     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
496     ctx->riceY.k = 10;
497     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
498
499     /* The first 8 bits of input are ignored. */
500     ctx->ptr++;
501
502     range_start_decoding(ctx);
503
504     return 0;
505 }
506
507 static const int32_t initial_coeffs[4] = {
508     360, 317, -109, 98
509 };
510
511 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
512 {
513     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
514
515     /* Zero the history buffers */
516     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
517     p->buf = p->historybuffer;
518
519     /* Initialize and zero the coefficients */
520     memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
521     memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs, sizeof(initial_coeffs));
522     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
523
524     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
525     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
526     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
527 }
528
529 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
530 static inline int APESIGN(int32_t x) {
531     return (x < 0) - (x > 0);
532 }
533
534 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
535                                                     const int decoded, const int filter,
536                                                     const int delayA,  const int delayB,
537                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
538 {
539     int32_t predictionA, predictionB, sign;
540
541     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
542     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
543     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
544     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
545
546     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
547                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
548                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
549                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
550
551     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
552     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
553     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
554     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
555     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
556     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
557
558     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
559                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
560                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
561                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
562                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
563
564     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
565     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
566
567     sign = APESIGN(decoded);
568     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
569     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
570     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
571     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
572     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
573     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
574     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
575     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
576     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
577
578     return p->filterA[filter];
579 }
580
581 static void predictor_decode_stereo(APEContext *ctx, int count)
582 {
583     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
584     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
585     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
586
587     while (count--) {
588         /* Predictor Y */
589         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
590                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
591         decoded0++;
592         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
593                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
594         decoded1++;
595
596         /* Combined */
597         p->buf++;
598
599         /* Have we filled the history buffer? */
600         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
601             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
602             p->buf = p->historybuffer;
603         }
604     }
605 }
606
607 static void predictor_decode_mono(APEContext *ctx, int count)
608 {
609     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
610     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
611     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
612
613     currentA = p->lastA[0];
614
615     while (count--) {
616         A = *decoded0;
617
618         p->buf[YDELAYA] = currentA;
619         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
620
621         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
622                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
623                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
624                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
625
626         currentA = A + (predictionA >> 10);
627
628         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
629         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
630
631         sign = APESIGN(A);
632         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
633         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
634         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
635         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
636
637         p->buf++;
638
639         /* Have we filled the history buffer? */
640         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
641             memmove(p->historybuffer, p->buf, PREDICTOR_SIZE * sizeof(int32_t));
642             p->buf = p->historybuffer;
643         }
644
645         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
646         *(decoded0++) = p->filterA[0];
647     }
648
649     p->lastA[0] = currentA;
650 }
651
652 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
653 {
654     f->coeffs = buf;
655     f->historybuffer = buf + order;
656     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
657     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
658
659     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(int16_t));
660     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(int16_t));
661     f->avg = 0;
662 }
663
664 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
665 {
666     do_init_filter(&f[0], buf, order);
667     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
668 }
669
670 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
671                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
672 {
673     int res;
674     int absres;
675
676     while (count--) {
677         /* round fixedpoint scalar product */
678         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
679                                                     f->adaptcoeffs - order,
680                                                     order, APESIGN(*data));
681         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
682         res += *data;
683         *data++ = res;
684
685         /* Update the output history */
686         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
687
688         if (version < 3980) {
689             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
690             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
691             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
692             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
693         } else {
694             /* Version 3.98 and later files */
695
696             /* Update the adaption coefficients */
697             absres = FFABS(res);
698             if (absres)
699                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
700                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
701             else
702                 *f->adaptcoeffs = 0;
703
704             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
705
706             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
707             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
708             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
709         }
710
711         f->adaptcoeffs++;
712
713         /* Have we filled the history buffer? */
714         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
715             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
716                     (order * 2) * sizeof(int16_t));
717             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
718             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
719         }
720     }
721 }
722
723 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
724                          int32_t *data0, int32_t *data1,
725                          int count, int order, int fracbits)
726 {
727     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
728     if (data1)
729         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
730 }
731
732 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
733                               int32_t *decoded1, int count)
734 {
735     int i;
736
737     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
738         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
739             break;
740         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
741                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
742                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
743     }
744 }
745
746 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
747 {
748     int i, ret;
749     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
750         return ret;
751     init_predictor_decoder(ctx);
752
753     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
754         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
755             break;
756         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
757                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
758     }
759     return 0;
760 }
761
762 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
763 {
764     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
765     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
766
767     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
768         entropy_decode(ctx, count, 0);
769         /* We are pure silence, so we're done. */
770         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
771         return;
772     }
773
774     entropy_decode(ctx, count, 0);
775     ape_apply_filters(ctx, decoded0, NULL, count);
776
777     /* Now apply the predictor decoding */
778     predictor_decode_mono(ctx, count);
779
780     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
781     if (ctx->channels == 2) {
782         memcpy(decoded1, decoded0, count * sizeof(*decoded1));
783     }
784 }
785
786 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
787 {
788     int32_t left, right;
789     int32_t *decoded0 = ctx->decoded0;
790     int32_t *decoded1 = ctx->decoded1;
791
792     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
793         /* We are pure silence, so we're done. */
794         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
795         return;
796     }
797
798     entropy_decode(ctx, count, 1);
799     ape_apply_filters(ctx, decoded0, decoded1, count);
800
801     /* Now apply the predictor decoding */
802     predictor_decode_stereo(ctx, count);
803
804     /* Decorrelate and scale to output depth */
805     while (count--) {
806         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
807         right = left + *decoded0;
808
809         *(decoded0++) = left;
810         *(decoded1++) = right;
811     }
812 }
813
814 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
815                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
816 {
817     const uint8_t *buf = avpkt->data;
818     APEContext *s = avctx->priv_data;
819     int16_t *samples;
820     int i, ret;
821     int blockstodecode;
822     int bytes_used = 0;
823
824     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
825        check it just to make sure. */
826     av_assert0(s->samples >= 0);
827
828     if(!s->samples){
829         uint32_t nblocks, offset;
830         int buf_size;
831
832         if (!avpkt->size) {
833             *got_frame_ptr = 0;
834             return 0;
835         }
836         if (avpkt->size < 8) {
837             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
838             return AVERROR_INVALIDDATA;
839         }
840         buf_size = avpkt->size & ~3;
841         if (buf_size != avpkt->size) {
842             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
843                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
844         }
845
846         av_fast_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
847         if (!s->data)
848             return AVERROR(ENOMEM);
849         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
850         s->ptr = s->data;
851         s->data_end = s->data + buf_size;
852
853         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
854         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
855         if (offset > 3) {
856             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
857             s->data = NULL;
858             return AVERROR_INVALIDDATA;
859         }
860         if (s->data_end - s->ptr < offset) {
861             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
862             return AVERROR_INVALIDDATA;
863         }
864         s->ptr += offset;
865
866         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
867             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %u.\n", nblocks);
868             return AVERROR_INVALIDDATA;
869         }
870         s->samples = nblocks;
871
872         memset(s->decoded0,  0, sizeof(s->decoded0));
873         memset(s->decoded1,  0, sizeof(s->decoded1));
874
875         /* Initialize the frame decoder */
876         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
877             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
878             return AVERROR_INVALIDDATA;
879         }
880
881         bytes_used = avpkt->size;
882     }
883
884     if (!s->data) {
885         *got_frame_ptr = 0;
886         return avpkt->size;
887     }
888
889     blockstodecode = FFMIN(BLOCKS_PER_LOOP, s->samples);
890
891     /* get output buffer */
892     s->frame.nb_samples = blockstodecode;
893     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
894         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
895         return ret;
896     }
897     samples = (int16_t *)s->frame.data[0];
898
899     s->error=0;
900
901     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
902         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
903     else
904         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
905     emms_c();
906
907     if (s->error) {
908         s->samples=0;
909         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
910         return AVERROR_INVALIDDATA;
911     }
912
913     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
914         *samples++ = s->decoded0[i];
915         if(s->channels == 2)
916             *samples++ = s->decoded1[i];
917     }
918
919     s->samples -= blockstodecode;
920
921     *got_frame_ptr   = 1;
922     *(AVFrame *)data = s->frame;
923
924     return bytes_used;
925 }
926
927 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
928 {
929     APEContext *s = avctx->priv_data;
930     s->samples= 0;
931 }
932
933 AVCodec ff_ape_decoder = {
934     .name           = "ape",
935     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
936     .id             = CODEC_ID_APE,
937     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
938     .init           = ape_decode_init,
939     .close          = ape_decode_close,
940     .decode         = ape_decode_frame,
941     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
942     .flush = ape_flush,
943     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
944 };