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