Merge commit 'b2bed9325dbd6be0da1d91ffed3f513c40274fd2'
[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 "libavutil/avassert.h"
24 #include "libavutil/channel_layout.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "avcodec.h"
27 #include "dsputil.h"
28 #include "bytestream.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "get_bits.h"
31 #include "unary.h"
32
33 /**
34  * @file
35  * Monkey's Audio lossless audio decoder
36  */
37
38 #define MAX_CHANNELS        2
39 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
40
41 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
42 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
43 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
44
45 #define HISTORY_SIZE 512
46 #define PREDICTOR_ORDER 8
47 /** Total size of all predictor histories */
48 #define PREDICTOR_SIZE 50
49
50 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
51 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
52 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
53 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
54
55 #define YADAPTCOEFFSA 18
56 #define XADAPTCOEFFSA 14
57 #define YADAPTCOEFFSB 10
58 #define XADAPTCOEFFSB 5
59
60 /**
61  * Possible compression levels
62  * @{
63  */
64 enum APECompressionLevel {
65     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
66     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
67     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
68     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
69     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
70 };
71 /** @} */
72
73 #define APE_FILTER_LEVELS 3
74
75 /** Filter orders depending on compression level */
76 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
77     {  0,   0,    0 },
78     { 16,   0,    0 },
79     { 64,   0,    0 },
80     { 32, 256,    0 },
81     { 16, 256, 1280 }
82 };
83
84 /** Filter fraction bits depending on compression level */
85 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
86     {  0,  0,  0 },
87     { 11,  0,  0 },
88     { 11,  0,  0 },
89     { 10, 13,  0 },
90     { 11, 13, 15 }
91 };
92
93
94 /** Filters applied to the decoded data */
95 typedef struct APEFilter {
96     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
97     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
98     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
99     int16_t *delay;         ///< filtered values
100
101     int avg;
102 } APEFilter;
103
104 typedef struct APERice {
105     uint32_t k;
106     uint32_t ksum;
107 } APERice;
108
109 typedef struct APERangecoder {
110     uint32_t low;           ///< low end of interval
111     uint32_t range;         ///< length of interval
112     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
113     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
114 } APERangecoder;
115
116 /** Filter histories */
117 typedef struct APEPredictor {
118     int32_t *buf;
119
120     int32_t lastA[2];
121
122     int32_t filterA[2];
123     int32_t filterB[2];
124
125     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
126     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
127     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
128
129     unsigned int sample_pos;
130 } APEPredictor;
131
132 /** Decoder context */
133 typedef struct APEContext {
134     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
135     AVCodecContext *avctx;
136     DSPContext dsp;
137     int channels;
138     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
139     int bps;
140
141     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
142     int compression_level;                   ///< compression levels
143     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
144     int flags;                               ///< global decoder flags
145
146     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
147     int frameflags;                          ///< frame flags
148     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
149
150     int32_t *decoded_buffer;
151     int decoded_size;
152     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
153     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
154
155     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
156
157     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
158     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
159     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
160     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
161     GetBitContext gb;
162
163     uint8_t *data;                           ///< current frame data
164     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
165     int data_size;                           ///< frame data allocated size
166     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
167
168     int error;
169
170     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
171     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
172     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
173     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
174 } APEContext;
175
176 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
177                               int32_t *decoded1, int count);
178
179 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
180 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
181 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
182 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
183 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
184 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
185 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
186 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
187 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
188
189 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
190 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
191 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
192 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
193 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
194 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
195
196 // TODO: dsputilize
197
198 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
199 {
200     APEContext *s = avctx->priv_data;
201     int i;
202
203     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
204         av_freep(&s->filterbuf[i]);
205
206     av_freep(&s->decoded_buffer);
207     av_freep(&s->data);
208     s->decoded_size = s->data_size = 0;
209
210     return 0;
211 }
212
213 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
214 {
215     APEContext *s = avctx->priv_data;
216     int i;
217
218     if (avctx->extradata_size != 6) {
219         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
220         return AVERROR(EINVAL);
221     }
222     if (avctx->channels > 2) {
223         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
224         return AVERROR(EINVAL);
225     }
226     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
227     switch (s->bps) {
228     case 8:
229         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
230         break;
231     case 16:
232         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
233         break;
234     case 24:
235         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
236         break;
237     default:
238         avpriv_request_sample(avctx,
239                               "%d bits per coded sample", s->bps);
240         return AVERROR_PATCHWELCOME;
241     }
242     s->avctx             = avctx;
243     s->channels          = avctx->channels;
244     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
245     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
246     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
247
248     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
249            s->compression_level, s->flags);
250     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
251         !s->compression_level ||
252         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
253         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
254                s->compression_level);
255         return AVERROR_INVALIDDATA;
256     }
257     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
258     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
259         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
260             break;
261         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
262                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
263                          filter_alloc_fail);
264     }
265
266     if (s->fileversion < 3860) {
267         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
268         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
269     } else if (s->fileversion < 3900) {
270         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
271         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
272     } else if (s->fileversion < 3930) {
273         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
274         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
275     } else if (s->fileversion < 3990) {
276         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
277         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
278     } else {
279         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
280         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
281     }
282
283     if (s->fileversion < 3930) {
284         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
285         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
286     } else if (s->fileversion < 3950) {
287         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
288         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
289     } else {
290         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
291         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
292     }
293
294     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
295     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
296
297     return 0;
298 filter_alloc_fail:
299     ape_decode_close(avctx);
300     return AVERROR(ENOMEM);
301 }
302
303 /**
304  * @name APE range decoding functions
305  * @{
306  */
307
308 #define CODE_BITS    32
309 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
310 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
311 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
312 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
313
314 /** Start the decoder */
315 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
316 {
317     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
318     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
319     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
320 }
321
322 /** Perform normalization */
323 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
324 {
325     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
326         ctx->rc.buffer <<= 8;
327         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
328             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
329             ctx->ptr++;
330         } else {
331             ctx->error = 1;
332         }
333         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
334         ctx->rc.range  <<= 8;
335     }
336 }
337
338 /**
339  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
340  * @param ctx decoder context
341  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
342  * @return the culmulative frequency
343  */
344 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
345 {
346     range_dec_normalize(ctx);
347     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
348     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
349 }
350
351 /**
352  * Decode value with given size in bits
353  * @param ctx decoder context
354  * @param shift number of bits to decode
355  */
356 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
357 {
358     range_dec_normalize(ctx);
359     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
360     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
361 }
362
363
364 /**
365  * Update decoding state
366  * @param ctx decoder context
367  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
368  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
369  */
370 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
371 {
372     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
373     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
374 }
375
376 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
377 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
378 {
379     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
380     range_decode_update(ctx, 1, sym);
381     return sym;
382 }
383
384
385 #define MODEL_ELEMENTS 64
386
387 /**
388  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
389  */
390 static const uint16_t counts_3970[22] = {
391         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
392     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
393     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
394 };
395
396 /**
397  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
398  */
399 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
400     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
401     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
402     19, 11, 7, 4, 2,
403 };
404
405 /**
406  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
407  */
408 static const uint16_t counts_3980[22] = {
409         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
410     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
411     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
412 };
413
414 /**
415  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
416  */
417 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
418     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
419     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
420     3, 2, 1, 1, 1,
421 };
422
423 /**
424  * Decode symbol
425  * @param ctx decoder context
426  * @param counts probability range start position
427  * @param counts_diff probability range widths
428  */
429 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
430                                    const uint16_t counts[],
431                                    const uint16_t counts_diff[])
432 {
433     int symbol, cf;
434
435     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
436
437     if(cf > 65492){
438         symbol= cf - 65535 + 63;
439         range_decode_update(ctx, 1, cf);
440         if(cf > 65535)
441             ctx->error=1;
442         return symbol;
443     }
444     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
445     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
446
447     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
448
449     return symbol;
450 }
451 /** @} */ // group rangecoder
452
453 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
454 {
455     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
456     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
457
458     if (rice->ksum < lim)
459         rice->k--;
460     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
461         rice->k++;
462 }
463
464 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
465 {
466     unsigned int x;
467
468     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
469
470     if (k)
471         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
472
473     return x;
474 }
475
476 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
477                                         APERice *rice)
478 {
479     unsigned int x, overflow;
480
481     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
482
483     if (ctx->fileversion > 3880) {
484         while (overflow >= 16) {
485             overflow -= 16;
486             rice->k  += 4;
487         }
488     }
489
490     if (!rice->k)
491         x = overflow;
492     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
493         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
494     } else {
495         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", rice->k);
496         return AVERROR_INVALIDDATA;
497     }
498     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
499     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
500         rice->k--;
501     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
502         rice->k++;
503
504     /* Convert to signed */
505     if (x & 1)
506         return (x >> 1) + 1;
507     else
508         return -(x >> 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 <= 32) {
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     if (x & 1)
543         return (x >> 1) + 1;
544     else
545         return -(x >> 1);
546 }
547
548 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
549 {
550     unsigned int x, overflow;
551     int base, pivot;
552
553     pivot = rice->ksum >> 5;
554     if (pivot == 0)
555         pivot = 1;
556
557     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
558
559     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
560         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
561         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
562     }
563
564     if (pivot < 0x10000) {
565         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
566         range_decode_update(ctx, 1, base);
567     } else {
568         int base_hi = pivot, base_lo;
569         int bbits = 0;
570
571         while (base_hi & ~0xFFFF) {
572             base_hi >>= 1;
573             bbits++;
574         }
575         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
576         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
577         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
578         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
579
580         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
581     }
582
583     x = base + overflow * pivot;
584
585     update_rice(rice, x);
586
587     /* Convert to signed */
588     if (x & 1)
589         return (x >> 1) + 1;
590     else
591         return -(x >> 1);
592 }
593
594 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
595                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
596 {
597     int i;
598     int ksummax, ksummin;
599
600     rice->ksum = 0;
601     for (i = 0; i < 5; i++) {
602         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
603         rice->ksum += out[i];
604     }
605     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
606     for (; i < 64; i++) {
607         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
608         rice->ksum += out[i];
609         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
610     }
611     ksummax = 1 << rice->k + 7;
612     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
613     for (; i < blockstodecode; i++) {
614         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
615         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
616         while (rice->ksum < ksummin) {
617             rice->k--;
618             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
619             ksummax >>= 1;
620         }
621         while (rice->ksum >= ksummax) {
622             rice->k++;
623             if (rice->k > 24)
624                 return;
625             ksummax <<= 1;
626             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
627         }
628     }
629
630     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
631         if (out[i] & 1)
632             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
633         else
634             out[i] = -(out[i] >> 1);
635     }
636 }
637
638 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
639 {
640     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
641                       blockstodecode);
642 }
643
644 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
645 {
646     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
647                       blockstodecode);
648     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
649                       blockstodecode);
650 }
651
652 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
653 {
654     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
655
656     while (blockstodecode--)
657         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
658 }
659
660 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
661 {
662     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
663     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
664     int blocks = blockstodecode;
665
666     while (blockstodecode--)
667         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
668     while (blocks--)
669         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
670 }
671
672 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
673 {
674     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
675
676     while (blockstodecode--)
677         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
678 }
679
680 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
681 {
682     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
683     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
684     int blocks = blockstodecode;
685
686     while (blockstodecode--)
687         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
688     range_dec_normalize(ctx);
689     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
690     ctx->ptr -= 1;
691     range_start_decoding(ctx);
692     while (blocks--)
693         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
694 }
695
696 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
697 {
698     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
699     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
700
701     while (blockstodecode--) {
702         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
703         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
704     }
705 }
706
707 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
708 {
709     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
710
711     while (blockstodecode--)
712         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
713 }
714
715 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
716 {
717     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
718     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
719
720     while (blockstodecode--) {
721         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
722         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
723     }
724 }
725
726 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
727 {
728     /* Read the CRC */
729     if (ctx->fileversion >= 3900) {
730         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
731             return AVERROR_INVALIDDATA;
732         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
733     } else {
734         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
735     }
736
737     /* Read the frame flags if they exist */
738     ctx->frameflags = 0;
739     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
740         ctx->CRC &= ~0x80000000;
741
742         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
743             return AVERROR_INVALIDDATA;
744         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
745     }
746
747     /* Initialize the rice structs */
748     ctx->riceX.k = 10;
749     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
750     ctx->riceY.k = 10;
751     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
752
753     if (ctx->fileversion >= 3900) {
754         /* The first 8 bits of input are ignored. */
755         ctx->ptr++;
756
757         range_start_decoding(ctx);
758     }
759
760     return 0;
761 }
762
763 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
764     375,
765 };
766
767 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
768     64, 115, 64,
769 };
770
771 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
772     740, 0
773 };
774
775 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
776     360, 317, -109, 98
777 };
778
779 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
780 {
781     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
782
783     /* Zero the history buffers */
784     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
785     p->buf = p->historybuffer;
786
787     /* Initialize and zero the coefficients */
788     if (ctx->fileversion < 3930) {
789         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
790             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
791                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
792             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
793                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
794         } else {
795             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
796                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
797             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
798                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
799         }
800     } else {
801         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
802         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
803     }
804     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
805     if (ctx->fileversion < 3930) {
806         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
807                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
808         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
809                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
810     }
811
812     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
813     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
814     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
815
816     p->sample_pos = 0;
817 }
818
819 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
820 static inline int APESIGN(int32_t x) {
821     return (x < 0) - (x > 0);
822 }
823
824 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
825                                              const int decoded, const int filter,
826                                              const int delayA)
827 {
828     int32_t predictionA;
829
830     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
831     if (p->sample_pos < 3) {
832         p->lastA[filter]   = decoded;
833         p->filterA[filter] = decoded;
834         return decoded;
835     }
836
837     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
838     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
839
840     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
841         p->coeffsA[filter][0]++;
842     else
843         p->coeffsA[filter][0]--;
844
845     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
846
847     return p->filterA[filter];
848 }
849
850 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
851                                         const int decoded, const int filter,
852                                         const int delayA,  const int delayB,
853                                         const int start,   const int shift)
854 {
855     int32_t predictionA, predictionB, sign;
856     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
857
858     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
859     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
860     if (p->sample_pos < start) {
861         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
862         p->lastA[filter]   = decoded;
863         p->filterB[filter] = decoded;
864         p->filterA[filter] = predictionA;
865         return predictionA;
866     }
867     d2 =  p->buf[delayA];
868     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
869     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
870     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
871     d4 =  p->buf[delayB];
872
873     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
874                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
875                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
876
877     sign = APESIGN(decoded);
878     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
879     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
880     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
881
882     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
883                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
884     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
885     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
886     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
887     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
888
889     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
890     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
891
892     return p->filterA[filter];
893 }
894
895 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift,
896                                   int32_t *coeffs, int32_t *delay, int length)
897 {
898     int i, j;
899     int32_t dotprod, sign;
900
901     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
902     for (i = 0; i < order; i++)
903         delay[i] = buffer[i];
904     for (i = order; i < length; i++) {
905         dotprod = 0;
906         sign = APESIGN(buffer[i]);
907         for (j = 0; j < order; j++) {
908             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
909             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
910         }
911         buffer[i] -= dotprod >> shift;
912         for (j = 0; j < order - 1; j++)
913             delay[j] = delay[j + 1];
914         delay[order - 1] = buffer[i];
915     }
916 }
917
918 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
919 {
920     int i, j;
921     int32_t dotprod, sign;
922     int32_t coeffs[8], delay[8];
923
924     memset(coeffs, 0, sizeof(coeffs));
925     memset(delay,  0, sizeof(delay));
926     for (i = 0; i < length; i++) {
927         dotprod = 0;
928         sign = APESIGN(buffer[i]);
929         for (j = 7; j >= 0; j--) {
930             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
931             coeffs[j] -= (((delay[j] >> 30) & 2) - 1) * sign;
932         }
933         for (j = 7; j > 0; j--)
934             delay[j] = delay[j - 1];
935         delay[0] = buffer[i];
936         buffer[i] -= dotprod >> 9;
937     }
938 }
939
940 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
941 {
942     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
943     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
944     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
945     int32_t coeffs[256], delay[256];
946     int start = 4, shift = 10;
947
948     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
949         start = 16;
950         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
951         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, coeffs, delay, count);
952     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
953         int order = 128, shift2 = 11;
954
955         if (ctx->fileversion >= 3830) {
956             order <<= 1;
957             shift++;
958             shift2++;
959             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
960             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
961         }
962         start = order;
963         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
964         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, coeffs, delay, count);
965     }
966
967     while (count--) {
968         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
969         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
970             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
971             decoded0++;
972             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
973             decoded1++;
974         } else {
975             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
976                                     start, shift);
977             decoded0++;
978             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
979                                     start, shift);
980             decoded1++;
981         }
982
983         /* Combined */
984         p->buf++;
985         p->sample_pos++;
986
987         /* Have we filled the history buffer? */
988         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
989             memmove(p->historybuffer, p->buf,
990                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
991             p->buf = p->historybuffer;
992         }
993     }
994 }
995
996 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
997 {
998     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
999     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1000     int32_t coeffs[256], delay[256];
1001     int start = 4, shift = 10;
1002
1003     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1004         start = 16;
1005         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, coeffs, delay, count);
1006     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1007         int order = 128, shift2 = 11;
1008
1009         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1010             order <<= 1;
1011             shift++;
1012             shift2++;
1013             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1014         }
1015         start = order;
1016         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, coeffs, delay, count);
1017     }
1018
1019     while (count--) {
1020         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1021             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1022             decoded0++;
1023         } else {
1024             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1025                                     start, shift);
1026             decoded0++;
1027         }
1028
1029         /* Combined */
1030         p->buf++;
1031         p->sample_pos++;
1032
1033         /* Have we filled the history buffer? */
1034         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1035             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1036                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1037             p->buf = p->historybuffer;
1038         }
1039     }
1040 }
1041
1042 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1043                                                   const int decoded, const int filter,
1044                                                   const int delayA)
1045 {
1046     int32_t predictionA, sign;
1047     int32_t d0, d1, d2, d3;
1048
1049     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1050     d0 = p->buf[delayA    ];
1051     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1052     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1053     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1054
1055     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1056                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1057                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1058                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1059
1060     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1061     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1062
1063     sign = APESIGN(decoded);
1064     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1065     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1066     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1067     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1068
1069     return p->filterA[filter];
1070 }
1071
1072 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1073 {
1074     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1075     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1076     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1077
1078     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1079
1080     while (count--) {
1081         /* Predictor Y */
1082         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1083         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1084         decoded0++;
1085         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1086         decoded1++;
1087
1088         /* Combined */
1089         p->buf++;
1090
1091         /* Have we filled the history buffer? */
1092         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1093             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1094                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1095             p->buf = p->historybuffer;
1096         }
1097     }
1098 }
1099
1100 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1101 {
1102     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1103     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1104
1105     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1106
1107     while (count--) {
1108         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1109         decoded0++;
1110
1111         p->buf++;
1112
1113         /* Have we filled the history buffer? */
1114         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1115             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1116                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1117             p->buf = p->historybuffer;
1118         }
1119     }
1120 }
1121
1122 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1123                                                     const int decoded, const int filter,
1124                                                     const int delayA,  const int delayB,
1125                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1126 {
1127     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1128
1129     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1130     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1131     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1132     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1133
1134     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1135                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1136                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1137                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1138
1139     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1140     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1141     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1142     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1143     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1144     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1145
1146     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1147                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1148                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1149                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1150                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1151
1152     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1153     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1154
1155     sign = APESIGN(decoded);
1156     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1157     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1158     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1159     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1160     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1161     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1162     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1163     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1164     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1165
1166     return p->filterA[filter];
1167 }
1168
1169 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1170 {
1171     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1172     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1173     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1174
1175     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1176
1177     while (count--) {
1178         /* Predictor Y */
1179         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1180                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1181         decoded0++;
1182         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1183                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1184         decoded1++;
1185
1186         /* Combined */
1187         p->buf++;
1188
1189         /* Have we filled the history buffer? */
1190         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1191             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1192                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1193             p->buf = p->historybuffer;
1194         }
1195     }
1196 }
1197
1198 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1199 {
1200     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1201     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1202     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1203
1204     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1205
1206     currentA = p->lastA[0];
1207
1208     while (count--) {
1209         A = *decoded0;
1210
1211         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1212         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1213
1214         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1215                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1216                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1217                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1218
1219         currentA = A + (predictionA >> 10);
1220
1221         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1222         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1223
1224         sign = APESIGN(A);
1225         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1226         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1227         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1228         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1229
1230         p->buf++;
1231
1232         /* Have we filled the history buffer? */
1233         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1234             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1235                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1236             p->buf = p->historybuffer;
1237         }
1238
1239         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1240         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1241     }
1242
1243     p->lastA[0] = currentA;
1244 }
1245
1246 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1247 {
1248     f->coeffs = buf;
1249     f->historybuffer = buf + order;
1250     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1251     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1252
1253     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1254     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1255     f->avg = 0;
1256 }
1257
1258 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1259 {
1260     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1261     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1262 }
1263
1264 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1265                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1266 {
1267     int res;
1268     int absres;
1269
1270     while (count--) {
1271         /* round fixedpoint scalar product */
1272         res = ctx->dsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs, f->delay - order,
1273                                                     f->adaptcoeffs - order,
1274                                                     order, APESIGN(*data));
1275         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1276         res += *data;
1277         *data++ = res;
1278
1279         /* Update the output history */
1280         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1281
1282         if (version < 3980) {
1283             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1284             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1285             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1286             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1287         } else {
1288             /* Version 3.98 and later files */
1289
1290             /* Update the adaption coefficients */
1291             absres = FFABS(res);
1292             if (absres)
1293                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1294                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1295             else
1296                 *f->adaptcoeffs = 0;
1297
1298             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1299
1300             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1301             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1302             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1303         }
1304
1305         f->adaptcoeffs++;
1306
1307         /* Have we filled the history buffer? */
1308         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1309             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1310                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1311             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1312             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1313         }
1314     }
1315 }
1316
1317 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1318                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1319                          int count, int order, int fracbits)
1320 {
1321     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1322     if (data1)
1323         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1324 }
1325
1326 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1327                               int32_t *decoded1, int count)
1328 {
1329     int i;
1330
1331     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1332         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1333             break;
1334         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1335                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1336                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1337     }
1338 }
1339
1340 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1341 {
1342     int i, ret;
1343     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1344         return ret;
1345     init_predictor_decoder(ctx);
1346
1347     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1348         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1349             break;
1350         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1351                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1352     }
1353     return 0;
1354 }
1355
1356 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1357 {
1358     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1359         /* We are pure silence, so we're done. */
1360         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1361         return;
1362     }
1363
1364     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1365
1366     /* Now apply the predictor decoding */
1367     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1368
1369     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1370     if (ctx->channels == 2) {
1371         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1372     }
1373 }
1374
1375 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1376 {
1377     int32_t left, right;
1378     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1379     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1380
1381     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1382         /* We are pure silence, so we're done. */
1383         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1384         return;
1385     }
1386
1387     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1388
1389     /* Now apply the predictor decoding */
1390     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1391
1392     /* Decorrelate and scale to output depth */
1393     while (count--) {
1394         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1395         right = left + *decoded0;
1396
1397         *(decoded0++) = left;
1398         *(decoded1++) = right;
1399     }
1400 }
1401
1402 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1403                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1404 {
1405     AVFrame *frame     = data;
1406     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1407     APEContext *s = avctx->priv_data;
1408     uint8_t *sample8;
1409     int16_t *sample16;
1410     int32_t *sample24;
1411     int i, ch, ret;
1412     int blockstodecode;
1413
1414     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1415        check it just to make sure. */
1416     av_assert0(s->samples >= 0);
1417
1418     if(!s->samples){
1419         uint32_t nblocks, offset;
1420         int buf_size;
1421
1422         if (!avpkt->size) {
1423             *got_frame_ptr = 0;
1424             return 0;
1425         }
1426         if (avpkt->size < 8) {
1427             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1428             return AVERROR_INVALIDDATA;
1429         }
1430         buf_size = avpkt->size & ~3;
1431         if (buf_size != avpkt->size) {
1432             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1433                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1434         }
1435         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1436             buf_size += 2;
1437         av_fast_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1438         if (!s->data)
1439             return AVERROR(ENOMEM);
1440         s->dsp.bswap_buf((uint32_t*)s->data, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
1441         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1442         s->ptr = s->data;
1443         s->data_end = s->data + buf_size;
1444
1445         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1446         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1447         if (s->fileversion >= 3900) {
1448             if (offset > 3) {
1449                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1450                 s->data = NULL;
1451                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1452             }
1453             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1454                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1455                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1456             }
1457             s->ptr += offset;
1458         } else {
1459             init_get_bits(&s->gb, s->ptr, (s->data_end - s->ptr) * 8);
1460             if (s->fileversion > 3800)
1461                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1462             else
1463                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1464         }
1465
1466         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1467             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %u.\n", nblocks);
1468             return AVERROR_INVALIDDATA;
1469         }
1470         s->samples = nblocks;
1471
1472         /* Initialize the frame decoder */
1473         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1474             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1475             return AVERROR_INVALIDDATA;
1476         }
1477     }
1478
1479     if (!s->data) {
1480         *got_frame_ptr = 0;
1481         return avpkt->size;
1482     }
1483
1484     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1485     // for old files coefficients were not interleaved,
1486     // so we need to decode all of them at once
1487     if (s->fileversion < 3930)
1488         blockstodecode = s->samples;
1489
1490     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1491     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1492                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1493     if (!s->decoded_buffer)
1494         return AVERROR(ENOMEM);
1495     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1496     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1497     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1498
1499     /* get output buffer */
1500     frame->nb_samples = blockstodecode;
1501     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1502         return ret;
1503
1504     s->error=0;
1505
1506     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1507         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1508     else
1509         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1510     emms_c();
1511
1512     if (s->error) {
1513         s->samples=0;
1514         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1515         return AVERROR_INVALIDDATA;
1516     }
1517
1518     switch (s->bps) {
1519     case 8:
1520         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1521             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1522             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1523                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1524         }
1525         break;
1526     case 16:
1527         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1528             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1529             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1530                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1531         }
1532         break;
1533     case 24:
1534         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1535             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1536             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1537                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1538         }
1539         break;
1540     }
1541
1542     s->samples -= blockstodecode;
1543
1544     *got_frame_ptr = 1;
1545
1546     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1547 }
1548
1549 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1550 {
1551     APEContext *s = avctx->priv_data;
1552     s->samples= 0;
1553 }
1554
1555 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1556 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1557 static const AVOption options[] = {
1558     { "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" },
1559     { "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" },
1560     { NULL},
1561 };
1562
1563 static const AVClass ape_decoder_class = {
1564     .class_name = "APE decoder",
1565     .item_name  = av_default_item_name,
1566     .option     = options,
1567     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1568 };
1569
1570 AVCodec ff_ape_decoder = {
1571     .name           = "ape",
1572     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1573     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1574     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1575     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1576     .init           = ape_decode_init,
1577     .close          = ape_decode_close,
1578     .decode         = ape_decode_frame,
1579     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1580     .flush          = ape_flush,
1581     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1582                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1583                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1584                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1585     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1586 };