avcodec/apedec: move 'coeffs[256] and delay[256]' into, long_filter_high_3800
[ffmpeg.git] / libavcodec / apedec.c
1 /*
2  * Monkey's Audio lossless audio decoder
3  * Copyright (c) 2007 Benjamin Zores <ben@geexbox.org>
4  *  based upon libdemac from Dave Chapman.
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include <inttypes.h>
24
25 #include "libavutil/avassert.h"
26 #include "libavutil/channel_layout.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28 #include "lossless_audiodsp.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "bswapdsp.h"
31 #include "bytestream.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "get_bits.h"
34 #include "unary.h"
35
36 /**
37  * @file
38  * Monkey's Audio lossless audio decoder
39  */
40
41 #define MAX_CHANNELS        2
42 #define MAX_BYTESPERSAMPLE  3
43
44 #define APE_FRAMECODE_MONO_SILENCE    1
45 #define APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE  3
46 #define APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO   4
47
48 #define HISTORY_SIZE 512
49 #define PREDICTOR_ORDER 8
50 /** Total size of all predictor histories */
51 #define PREDICTOR_SIZE 50
52
53 #define YDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*4)
54 #define YDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER*3)
55 #define XDELAYA (18 + PREDICTOR_ORDER*2)
56 #define XDELAYB (18 + PREDICTOR_ORDER)
57
58 #define YADAPTCOEFFSA 18
59 #define XADAPTCOEFFSA 14
60 #define YADAPTCOEFFSB 10
61 #define XADAPTCOEFFSB 5
62
63 /**
64  * Possible compression levels
65  * @{
66  */
67 enum APECompressionLevel {
68     COMPRESSION_LEVEL_FAST       = 1000,
69     COMPRESSION_LEVEL_NORMAL     = 2000,
70     COMPRESSION_LEVEL_HIGH       = 3000,
71     COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH = 4000,
72     COMPRESSION_LEVEL_INSANE     = 5000
73 };
74 /** @} */
75
76 #define APE_FILTER_LEVELS 3
77
78 /** Filter orders depending on compression level */
79 static const uint16_t ape_filter_orders[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
80     {  0,   0,    0 },
81     { 16,   0,    0 },
82     { 64,   0,    0 },
83     { 32, 256,    0 },
84     { 16, 256, 1280 }
85 };
86
87 /** Filter fraction bits depending on compression level */
88 static const uint8_t ape_filter_fracbits[5][APE_FILTER_LEVELS] = {
89     {  0,  0,  0 },
90     { 11,  0,  0 },
91     { 11,  0,  0 },
92     { 10, 13,  0 },
93     { 11, 13, 15 }
94 };
95
96
97 /** Filters applied to the decoded data */
98 typedef struct APEFilter {
99     int16_t *coeffs;        ///< actual coefficients used in filtering
100     int16_t *adaptcoeffs;   ///< adaptive filter coefficients used for correcting of actual filter coefficients
101     int16_t *historybuffer; ///< filter memory
102     int16_t *delay;         ///< filtered values
103
104     int avg;
105 } APEFilter;
106
107 typedef struct APERice {
108     uint32_t k;
109     uint32_t ksum;
110 } APERice;
111
112 typedef struct APERangecoder {
113     uint32_t low;           ///< low end of interval
114     uint32_t range;         ///< length of interval
115     uint32_t help;          ///< bytes_to_follow resp. intermediate value
116     unsigned int buffer;    ///< buffer for input/output
117 } APERangecoder;
118
119 /** Filter histories */
120 typedef struct APEPredictor {
121     int32_t *buf;
122
123     int32_t lastA[2];
124
125     int32_t filterA[2];
126     int32_t filterB[2];
127
128     int32_t coeffsA[2][4];  ///< adaption coefficients
129     int32_t coeffsB[2][5];  ///< adaption coefficients
130     int32_t historybuffer[HISTORY_SIZE + PREDICTOR_SIZE];
131
132     unsigned int sample_pos;
133 } APEPredictor;
134
135 /** Decoder context */
136 typedef struct APEContext {
137     AVClass *class;                          ///< class for AVOptions
138     AVCodecContext *avctx;
139     BswapDSPContext bdsp;
140     LLAudDSPContext adsp;
141     int channels;
142     int samples;                             ///< samples left to decode in current frame
143     int bps;
144
145     int fileversion;                         ///< codec version, very important in decoding process
146     int compression_level;                   ///< compression levels
147     int fset;                                ///< which filter set to use (calculated from compression level)
148     int flags;                               ///< global decoder flags
149
150     uint32_t CRC;                            ///< frame CRC
151     int frameflags;                          ///< frame flags
152     APEPredictor predictor;                  ///< predictor used for final reconstruction
153
154     int32_t *decoded_buffer;
155     int decoded_size;
156     int32_t *decoded[MAX_CHANNELS];          ///< decoded data for each channel
157     int blocks_per_loop;                     ///< maximum number of samples to decode for each call
158
159     int16_t* filterbuf[APE_FILTER_LEVELS];   ///< filter memory
160
161     APERangecoder rc;                        ///< rangecoder used to decode actual values
162     APERice riceX;                           ///< rice code parameters for the second channel
163     APERice riceY;                           ///< rice code parameters for the first channel
164     APEFilter filters[APE_FILTER_LEVELS][2]; ///< filters used for reconstruction
165     GetBitContext gb;
166
167     uint8_t *data;                           ///< current frame data
168     uint8_t *data_end;                       ///< frame data end
169     int data_size;                           ///< frame data allocated size
170     const uint8_t *ptr;                      ///< current position in frame data
171
172     int error;
173
174     void (*entropy_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
175     void (*entropy_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int blockstodecode);
176     void (*predictor_decode_mono)(struct APEContext *ctx, int count);
177     void (*predictor_decode_stereo)(struct APEContext *ctx, int count);
178 } APEContext;
179
180 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
181                               int32_t *decoded1, int count);
182
183 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
184 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode);
185 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
186 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode);
187 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
188 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode);
189 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode);
190 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
191 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode);
192
193 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count);
194 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count);
195 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count);
196 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count);
197 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count);
198 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count);
199
200 static av_cold int ape_decode_close(AVCodecContext *avctx)
201 {
202     APEContext *s = avctx->priv_data;
203     int i;
204
205     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++)
206         av_freep(&s->filterbuf[i]);
207
208     av_freep(&s->decoded_buffer);
209     av_freep(&s->data);
210     s->decoded_size = s->data_size = 0;
211
212     return 0;
213 }
214
215 static av_cold int ape_decode_init(AVCodecContext *avctx)
216 {
217     APEContext *s = avctx->priv_data;
218     int i;
219
220     if (avctx->extradata_size != 6) {
221         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect extradata\n");
222         return AVERROR(EINVAL);
223     }
224     if (avctx->channels > 2) {
225         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo is supported\n");
226         return AVERROR(EINVAL);
227     }
228     s->bps = avctx->bits_per_coded_sample;
229     switch (s->bps) {
230     case 8:
231         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
232         break;
233     case 16:
234         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
235         break;
236     case 24:
237         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
238         break;
239     default:
240         avpriv_request_sample(avctx,
241                               "%d bits per coded sample", s->bps);
242         return AVERROR_PATCHWELCOME;
243     }
244     s->avctx             = avctx;
245     s->channels          = avctx->channels;
246     s->fileversion       = AV_RL16(avctx->extradata);
247     s->compression_level = AV_RL16(avctx->extradata + 2);
248     s->flags             = AV_RL16(avctx->extradata + 4);
249
250     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Compression Level: %d - Flags: %d\n",
251            s->compression_level, s->flags);
252     if (s->compression_level % 1000 || s->compression_level > COMPRESSION_LEVEL_INSANE ||
253         !s->compression_level ||
254         (s->fileversion < 3930 && s->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_INSANE)) {
255         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect compression level %d\n",
256                s->compression_level);
257         return AVERROR_INVALIDDATA;
258     }
259     s->fset = s->compression_level / 1000 - 1;
260     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
261         if (!ape_filter_orders[s->fset][i])
262             break;
263         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->filterbuf[i],
264                          (ape_filter_orders[s->fset][i] * 3 + HISTORY_SIZE) * 4,
265                          filter_alloc_fail);
266     }
267
268     if (s->fileversion < 3860) {
269         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_0000;
270         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_0000;
271     } else if (s->fileversion < 3900) {
272         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3860;
273         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3860;
274     } else if (s->fileversion < 3930) {
275         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
276         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3900;
277     } else if (s->fileversion < 3990) {
278         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3900;
279         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3930;
280     } else {
281         s->entropy_decode_mono   = entropy_decode_mono_3990;
282         s->entropy_decode_stereo = entropy_decode_stereo_3990;
283     }
284
285     if (s->fileversion < 3930) {
286         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3800;
287         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3800;
288     } else if (s->fileversion < 3950) {
289         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3930;
290         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3930;
291     } else {
292         s->predictor_decode_mono   = predictor_decode_mono_3950;
293         s->predictor_decode_stereo = predictor_decode_stereo_3950;
294     }
295
296     ff_bswapdsp_init(&s->bdsp);
297     ff_llauddsp_init(&s->adsp);
298     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
299
300     return 0;
301 filter_alloc_fail:
302     ape_decode_close(avctx);
303     return AVERROR(ENOMEM);
304 }
305
306 /**
307  * @name APE range decoding functions
308  * @{
309  */
310
311 #define CODE_BITS    32
312 #define TOP_VALUE    ((unsigned int)1 << (CODE_BITS-1))
313 #define SHIFT_BITS   (CODE_BITS - 9)
314 #define EXTRA_BITS   ((CODE_BITS-2) % 8 + 1)
315 #define BOTTOM_VALUE (TOP_VALUE >> 8)
316
317 /** Start the decoder */
318 static inline void range_start_decoding(APEContext *ctx)
319 {
320     ctx->rc.buffer = bytestream_get_byte(&ctx->ptr);
321     ctx->rc.low    = ctx->rc.buffer >> (8 - EXTRA_BITS);
322     ctx->rc.range  = (uint32_t) 1 << EXTRA_BITS;
323 }
324
325 /** Perform normalization */
326 static inline void range_dec_normalize(APEContext *ctx)
327 {
328     while (ctx->rc.range <= BOTTOM_VALUE) {
329         ctx->rc.buffer <<= 8;
330         if(ctx->ptr < ctx->data_end) {
331             ctx->rc.buffer += *ctx->ptr;
332             ctx->ptr++;
333         } else {
334             ctx->error = 1;
335         }
336         ctx->rc.low    = (ctx->rc.low << 8)    | ((ctx->rc.buffer >> 1) & 0xFF);
337         ctx->rc.range  <<= 8;
338     }
339 }
340
341 /**
342  * Calculate culmulative frequency for next symbol. Does NO update!
343  * @param ctx decoder context
344  * @param tot_f is the total frequency or (code_value)1<<shift
345  * @return the culmulative frequency
346  */
347 static inline int range_decode_culfreq(APEContext *ctx, int tot_f)
348 {
349     range_dec_normalize(ctx);
350     ctx->rc.help = ctx->rc.range / tot_f;
351     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
352 }
353
354 /**
355  * Decode value with given size in bits
356  * @param ctx decoder context
357  * @param shift number of bits to decode
358  */
359 static inline int range_decode_culshift(APEContext *ctx, int shift)
360 {
361     range_dec_normalize(ctx);
362     ctx->rc.help = ctx->rc.range >> shift;
363     return ctx->rc.low / ctx->rc.help;
364 }
365
366
367 /**
368  * Update decoding state
369  * @param ctx decoder context
370  * @param sy_f the interval length (frequency of the symbol)
371  * @param lt_f the lower end (frequency sum of < symbols)
372  */
373 static inline void range_decode_update(APEContext *ctx, int sy_f, int lt_f)
374 {
375     ctx->rc.low  -= ctx->rc.help * lt_f;
376     ctx->rc.range = ctx->rc.help * sy_f;
377 }
378
379 /** Decode n bits (n <= 16) without modelling */
380 static inline int range_decode_bits(APEContext *ctx, int n)
381 {
382     int sym = range_decode_culshift(ctx, n);
383     range_decode_update(ctx, 1, sym);
384     return sym;
385 }
386
387
388 #define MODEL_ELEMENTS 64
389
390 /**
391  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.97
392  */
393 static const uint16_t counts_3970[22] = {
394         0, 14824, 28224, 39348, 47855, 53994, 58171, 60926,
395     62682, 63786, 64463, 64878, 65126, 65276, 65365, 65419,
396     65450, 65469, 65480, 65487, 65491, 65493,
397 };
398
399 /**
400  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.97
401  */
402 static const uint16_t counts_diff_3970[21] = {
403     14824, 13400, 11124, 8507, 6139, 4177, 2755, 1756,
404     1104, 677, 415, 248, 150, 89, 54, 31,
405     19, 11, 7, 4, 2,
406 };
407
408 /**
409  * Fixed probabilities for symbols in Monkey Audio version 3.98
410  */
411 static const uint16_t counts_3980[22] = {
412         0, 19578, 36160, 48417, 56323, 60899, 63265, 64435,
413     64971, 65232, 65351, 65416, 65447, 65466, 65476, 65482,
414     65485, 65488, 65490, 65491, 65492, 65493,
415 };
416
417 /**
418  * Probability ranges for symbols in Monkey Audio version 3.98
419  */
420 static const uint16_t counts_diff_3980[21] = {
421     19578, 16582, 12257, 7906, 4576, 2366, 1170, 536,
422     261, 119, 65, 31, 19, 10, 6, 3,
423     3, 2, 1, 1, 1,
424 };
425
426 /**
427  * Decode symbol
428  * @param ctx decoder context
429  * @param counts probability range start position
430  * @param counts_diff probability range widths
431  */
432 static inline int range_get_symbol(APEContext *ctx,
433                                    const uint16_t counts[],
434                                    const uint16_t counts_diff[])
435 {
436     int symbol, cf;
437
438     cf = range_decode_culshift(ctx, 16);
439
440     if(cf > 65492){
441         symbol= cf - 65535 + 63;
442         range_decode_update(ctx, 1, cf);
443         if(cf > 65535)
444             ctx->error=1;
445         return symbol;
446     }
447     /* figure out the symbol inefficiently; a binary search would be much better */
448     for (symbol = 0; counts[symbol + 1] <= cf; symbol++);
449
450     range_decode_update(ctx, counts_diff[symbol], counts[symbol]);
451
452     return symbol;
453 }
454 /** @} */ // group rangecoder
455
456 static inline void update_rice(APERice *rice, unsigned int x)
457 {
458     int lim = rice->k ? (1 << (rice->k + 4)) : 0;
459     rice->ksum += ((x + 1) / 2) - ((rice->ksum + 16) >> 5);
460
461     if (rice->ksum < lim)
462         rice->k--;
463     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)))
464         rice->k++;
465 }
466
467 static inline int get_rice_ook(GetBitContext *gb, int k)
468 {
469     unsigned int x;
470
471     x = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
472
473     if (k)
474         x = (x << k) | get_bits(gb, k);
475
476     return x;
477 }
478
479 static inline int ape_decode_value_3860(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
480                                         APERice *rice)
481 {
482     unsigned int x, overflow;
483
484     overflow = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
485
486     if (ctx->fileversion > 3880) {
487         while (overflow >= 16) {
488             overflow -= 16;
489             rice->k  += 4;
490         }
491     }
492
493     if (!rice->k)
494         x = overflow;
495     else if(rice->k <= MIN_CACHE_BITS) {
496         x = (overflow << rice->k) + get_bits(gb, rice->k);
497     } else {
498         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", rice->k);
499         return AVERROR_INVALIDDATA;
500     }
501     rice->ksum += x - (rice->ksum + 8 >> 4);
502     if (rice->ksum < (rice->k ? 1 << (rice->k + 4) : 0))
503         rice->k--;
504     else if (rice->ksum >= (1 << (rice->k + 5)) && rice->k < 24)
505         rice->k++;
506
507     /* Convert to signed */
508     if (x & 1)
509         return (x >> 1) + 1;
510     else
511         return -(x >> 1);
512 }
513
514 static inline int ape_decode_value_3900(APEContext *ctx, APERice *rice)
515 {
516     unsigned int x, overflow;
517     int tmpk;
518
519     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3970, counts_diff_3970);
520
521     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
522         tmpk = range_decode_bits(ctx, 5);
523         overflow = 0;
524     } else
525         tmpk = (rice->k < 1) ? 0 : rice->k - 1;
526
527     if (tmpk <= 16 || ctx->fileversion < 3910) {
528         if (tmpk > 23) {
529             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
530             return AVERROR_INVALIDDATA;
531         }
532         x = range_decode_bits(ctx, tmpk);
533     } else if (tmpk <= 31) {
534         x = range_decode_bits(ctx, 16);
535         x |= (range_decode_bits(ctx, tmpk - 16) << 16);
536     } else {
537         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits: %d\n", tmpk);
538         return AVERROR_INVALIDDATA;
539     }
540     x += overflow << tmpk;
541
542     update_rice(rice, x);
543
544     /* Convert to signed */
545     if (x & 1)
546         return (x >> 1) + 1;
547     else
548         return -(x >> 1);
549 }
550
551 static inline int ape_decode_value_3990(APEContext *ctx, APERice *rice)
552 {
553     unsigned int x, overflow;
554     int base, pivot;
555
556     pivot = rice->ksum >> 5;
557     if (pivot == 0)
558         pivot = 1;
559
560     overflow = range_get_symbol(ctx, counts_3980, counts_diff_3980);
561
562     if (overflow == (MODEL_ELEMENTS - 1)) {
563         overflow  = range_decode_bits(ctx, 16) << 16;
564         overflow |= range_decode_bits(ctx, 16);
565     }
566
567     if (pivot < 0x10000) {
568         base = range_decode_culfreq(ctx, pivot);
569         range_decode_update(ctx, 1, base);
570     } else {
571         int base_hi = pivot, base_lo;
572         int bbits = 0;
573
574         while (base_hi & ~0xFFFF) {
575             base_hi >>= 1;
576             bbits++;
577         }
578         base_hi = range_decode_culfreq(ctx, base_hi + 1);
579         range_decode_update(ctx, 1, base_hi);
580         base_lo = range_decode_culfreq(ctx, 1 << bbits);
581         range_decode_update(ctx, 1, base_lo);
582
583         base = (base_hi << bbits) + base_lo;
584     }
585
586     x = base + overflow * pivot;
587
588     update_rice(rice, x);
589
590     /* Convert to signed */
591     if (x & 1)
592         return (x >> 1) + 1;
593     else
594         return -(x >> 1);
595 }
596
597 static void decode_array_0000(APEContext *ctx, GetBitContext *gb,
598                               int32_t *out, APERice *rice, int blockstodecode)
599 {
600     int i;
601     int ksummax, ksummin;
602
603     rice->ksum = 0;
604     for (i = 0; i < 5; i++) {
605         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, 10);
606         rice->ksum += out[i];
607     }
608     rice->k = av_log2(rice->ksum / 10) + 1;
609     if (rice->k >= 24)
610         return;
611     for (; i < 64; i++) {
612         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
613         rice->ksum += out[i];
614         rice->k = av_log2(rice->ksum / ((i + 1) * 2)) + 1;
615         if (rice->k >= 24)
616             return;
617     }
618     ksummax = 1 << rice->k + 7;
619     ksummin = rice->k ? (1 << rice->k + 6) : 0;
620     for (; i < blockstodecode; i++) {
621         out[i] = get_rice_ook(&ctx->gb, rice->k);
622         rice->ksum += out[i] - out[i - 64];
623         while (rice->ksum < ksummin) {
624             rice->k--;
625             ksummin = rice->k ? ksummin >> 1 : 0;
626             ksummax >>= 1;
627         }
628         while (rice->ksum >= ksummax) {
629             rice->k++;
630             if (rice->k > 24)
631                 return;
632             ksummax <<= 1;
633             ksummin = ksummin ? ksummin << 1 : 128;
634         }
635     }
636
637     for (i = 0; i < blockstodecode; i++) {
638         if (out[i] & 1)
639             out[i] = (out[i] >> 1) + 1;
640         else
641             out[i] = -(out[i] >> 1);
642     }
643 }
644
645 static void entropy_decode_mono_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
646 {
647     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
648                       blockstodecode);
649 }
650
651 static void entropy_decode_stereo_0000(APEContext *ctx, int blockstodecode)
652 {
653     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[0], &ctx->riceY,
654                       blockstodecode);
655     decode_array_0000(ctx, &ctx->gb, ctx->decoded[1], &ctx->riceX,
656                       blockstodecode);
657 }
658
659 static void entropy_decode_mono_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
660 {
661     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
662
663     while (blockstodecode--)
664         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
665 }
666
667 static void entropy_decode_stereo_3860(APEContext *ctx, int blockstodecode)
668 {
669     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
670     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
671     int blocks = blockstodecode;
672
673     while (blockstodecode--)
674         *decoded0++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceY);
675     while (blocks--)
676         *decoded1++ = ape_decode_value_3860(ctx, &ctx->gb, &ctx->riceX);
677 }
678
679 static void entropy_decode_mono_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
680 {
681     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
682
683     while (blockstodecode--)
684         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
685 }
686
687 static void entropy_decode_stereo_3900(APEContext *ctx, int blockstodecode)
688 {
689     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
690     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
691     int blocks = blockstodecode;
692
693     while (blockstodecode--)
694         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
695     range_dec_normalize(ctx);
696     // because of some implementation peculiarities we need to backpedal here
697     ctx->ptr -= 1;
698     range_start_decoding(ctx);
699     while (blocks--)
700         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
701 }
702
703 static void entropy_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int blockstodecode)
704 {
705     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
706     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
707
708     while (blockstodecode--) {
709         *decoded0++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceY);
710         *decoded1++ = ape_decode_value_3900(ctx, &ctx->riceX);
711     }
712 }
713
714 static void entropy_decode_mono_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
715 {
716     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
717
718     while (blockstodecode--)
719         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
720 }
721
722 static void entropy_decode_stereo_3990(APEContext *ctx, int blockstodecode)
723 {
724     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
725     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
726
727     while (blockstodecode--) {
728         *decoded0++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceY);
729         *decoded1++ = ape_decode_value_3990(ctx, &ctx->riceX);
730     }
731 }
732
733 static int init_entropy_decoder(APEContext *ctx)
734 {
735     /* Read the CRC */
736     if (ctx->fileversion >= 3900) {
737         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
738             return AVERROR_INVALIDDATA;
739         ctx->CRC = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
740     } else {
741         ctx->CRC = get_bits_long(&ctx->gb, 32);
742     }
743
744     /* Read the frame flags if they exist */
745     ctx->frameflags = 0;
746     if ((ctx->fileversion > 3820) && (ctx->CRC & 0x80000000)) {
747         ctx->CRC &= ~0x80000000;
748
749         if (ctx->data_end - ctx->ptr < 6)
750             return AVERROR_INVALIDDATA;
751         ctx->frameflags = bytestream_get_be32(&ctx->ptr);
752     }
753
754     /* Initialize the rice structs */
755     ctx->riceX.k = 10;
756     ctx->riceX.ksum = (1 << ctx->riceX.k) * 16;
757     ctx->riceY.k = 10;
758     ctx->riceY.ksum = (1 << ctx->riceY.k) * 16;
759
760     if (ctx->fileversion >= 3900) {
761         /* The first 8 bits of input are ignored. */
762         ctx->ptr++;
763
764         range_start_decoding(ctx);
765     }
766
767     return 0;
768 }
769
770 static const int32_t initial_coeffs_fast_3320[1] = {
771     375,
772 };
773
774 static const int32_t initial_coeffs_a_3800[3] = {
775     64, 115, 64,
776 };
777
778 static const int32_t initial_coeffs_b_3800[2] = {
779     740, 0
780 };
781
782 static const int32_t initial_coeffs_3930[4] = {
783     360, 317, -109, 98
784 };
785
786 static void init_predictor_decoder(APEContext *ctx)
787 {
788     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
789
790     /* Zero the history buffers */
791     memset(p->historybuffer, 0, PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
792     p->buf = p->historybuffer;
793
794     /* Initialize and zero the coefficients */
795     if (ctx->fileversion < 3930) {
796         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
797             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_fast_3320,
798                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
799             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_fast_3320,
800                    sizeof(initial_coeffs_fast_3320));
801         } else {
802             memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_a_3800,
803                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
804             memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_a_3800,
805                    sizeof(initial_coeffs_a_3800));
806         }
807     } else {
808         memcpy(p->coeffsA[0], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
809         memcpy(p->coeffsA[1], initial_coeffs_3930, sizeof(initial_coeffs_3930));
810     }
811     memset(p->coeffsB, 0, sizeof(p->coeffsB));
812     if (ctx->fileversion < 3930) {
813         memcpy(p->coeffsB[0], initial_coeffs_b_3800,
814                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
815         memcpy(p->coeffsB[1], initial_coeffs_b_3800,
816                sizeof(initial_coeffs_b_3800));
817     }
818
819     p->filterA[0] = p->filterA[1] = 0;
820     p->filterB[0] = p->filterB[1] = 0;
821     p->lastA[0]   = p->lastA[1]   = 0;
822
823     p->sample_pos = 0;
824 }
825
826 /** Get inverse sign of integer (-1 for positive, 1 for negative and 0 for zero) */
827 static inline int APESIGN(int32_t x) {
828     return (x < 0) - (x > 0);
829 }
830
831 static av_always_inline int filter_fast_3320(APEPredictor *p,
832                                              const int decoded, const int filter,
833                                              const int delayA)
834 {
835     int32_t predictionA;
836
837     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
838     if (p->sample_pos < 3) {
839         p->lastA[filter]   = decoded;
840         p->filterA[filter] = decoded;
841         return decoded;
842     }
843
844     predictionA = p->buf[delayA] * 2 - p->buf[delayA - 1];
845     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA  * p->coeffsA[filter][0] >> 9);
846
847     if ((decoded ^ predictionA) > 0)
848         p->coeffsA[filter][0]++;
849     else
850         p->coeffsA[filter][0]--;
851
852     p->filterA[filter] += p->lastA[filter];
853
854     return p->filterA[filter];
855 }
856
857 static av_always_inline int filter_3800(APEPredictor *p,
858                                         const int decoded, const int filter,
859                                         const int delayA,  const int delayB,
860                                         const int start,   const int shift)
861 {
862     int32_t predictionA, predictionB, sign;
863     int32_t d0, d1, d2, d3, d4;
864
865     p->buf[delayA] = p->lastA[filter];
866     p->buf[delayB] = p->filterB[filter];
867     if (p->sample_pos < start) {
868         predictionA = decoded + p->filterA[filter];
869         p->lastA[filter]   = decoded;
870         p->filterB[filter] = decoded;
871         p->filterA[filter] = predictionA;
872         return predictionA;
873     }
874     d2 =  p->buf[delayA];
875     d1 = (p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1]) << 1;
876     d0 =  p->buf[delayA] + ((p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 1]) << 3);
877     d3 =  p->buf[delayB] * 2 - p->buf[delayB - 1];
878     d4 =  p->buf[delayB];
879
880     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
881                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
882                   d2 * p->coeffsA[filter][2];
883
884     sign = APESIGN(decoded);
885     p->coeffsA[filter][0] += (((d0 >> 30) & 2) - 1) * sign;
886     p->coeffsA[filter][1] += (((d1 >> 28) & 8) - 4) * sign;
887     p->coeffsA[filter][2] += (((d2 >> 28) & 8) - 4) * sign;
888
889     predictionB = d3 * p->coeffsB[filter][0] -
890                   d4 * p->coeffsB[filter][1];
891     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 11);
892     sign = APESIGN(p->lastA[filter]);
893     p->coeffsB[filter][0] += (((d3 >> 29) & 4) - 2) * sign;
894     p->coeffsB[filter][1] -= (((d4 >> 30) & 2) - 1) * sign;
895
896     p->filterB[filter] = p->lastA[filter] + (predictionB >> shift);
897     p->filterA[filter] = p->filterB[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
898
899     return p->filterA[filter];
900 }
901
902 static void long_filter_high_3800(int32_t *buffer, int order, int shift, int length)
903 {
904     int i, j;
905     int32_t dotprod, sign;
906     int32_t coeffs[256], delay[256];
907
908     memset(coeffs, 0, order * sizeof(*coeffs));
909     for (i = 0; i < order; i++)
910         delay[i] = buffer[i];
911     for (i = order; i < length; i++) {
912         dotprod = 0;
913         sign = APESIGN(buffer[i]);
914         for (j = 0; j < order; j++) {
915             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
916             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
917         }
918         buffer[i] -= dotprod >> shift;
919         for (j = 0; j < order - 1; j++)
920             delay[j] = delay[j + 1];
921         delay[order - 1] = buffer[i];
922     }
923 }
924
925 static void long_filter_ehigh_3830(int32_t *buffer, int length)
926 {
927     int i, j;
928     int32_t dotprod, sign;
929     int32_t coeffs[8] = { 0 }, delay[8] = { 0 };
930
931     for (i = 0; i < length; i++) {
932         dotprod = 0;
933         sign = APESIGN(buffer[i]);
934         for (j = 7; j >= 0; j--) {
935             dotprod += delay[j] * coeffs[j];
936             coeffs[j] += ((delay[j] >> 31) | 1) * sign;
937         }
938         for (j = 7; j > 0; j--)
939             delay[j] = delay[j - 1];
940         delay[0] = buffer[i];
941         buffer[i] -= dotprod >> 9;
942     }
943 }
944
945 static void predictor_decode_stereo_3800(APEContext *ctx, int count)
946 {
947     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
948     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
949     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
950     int start = 4, shift = 10;
951
952     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
953         start = 16;
954         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
955         long_filter_high_3800(decoded1, 16, 9, count);
956     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
957         int order = 128, shift2 = 11;
958
959         if (ctx->fileversion >= 3830) {
960             order <<= 1;
961             shift++;
962             shift2++;
963             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
964             long_filter_ehigh_3830(decoded1 + order, count - order);
965         }
966         start = order;
967         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
968         long_filter_high_3800(decoded1, order, shift2, count);
969     }
970
971     while (count--) {
972         int X = *decoded0, Y = *decoded1;
973         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
974             *decoded0 = filter_fast_3320(p, Y, 0, YDELAYA);
975             decoded0++;
976             *decoded1 = filter_fast_3320(p, X, 1, XDELAYA);
977             decoded1++;
978         } else {
979             *decoded0 = filter_3800(p, Y, 0, YDELAYA, YDELAYB,
980                                     start, shift);
981             decoded0++;
982             *decoded1 = filter_3800(p, X, 1, XDELAYA, XDELAYB,
983                                     start, shift);
984             decoded1++;
985         }
986
987         /* Combined */
988         p->buf++;
989         p->sample_pos++;
990
991         /* Have we filled the history buffer? */
992         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
993             memmove(p->historybuffer, p->buf,
994                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
995             p->buf = p->historybuffer;
996         }
997     }
998 }
999
1000 static void predictor_decode_mono_3800(APEContext *ctx, int count)
1001 {
1002     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1003     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1004     int start = 4, shift = 10;
1005
1006     if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_HIGH) {
1007         start = 16;
1008         long_filter_high_3800(decoded0, 16, 9, count);
1009     } else if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_EXTRA_HIGH) {
1010         int order = 128, shift2 = 11;
1011
1012         if (ctx->fileversion >= 3830) {
1013             order <<= 1;
1014             shift++;
1015             shift2++;
1016             long_filter_ehigh_3830(decoded0 + order, count - order);
1017         }
1018         start = order;
1019         long_filter_high_3800(decoded0, order, shift2, count);
1020     }
1021
1022     while (count--) {
1023         if (ctx->compression_level == COMPRESSION_LEVEL_FAST) {
1024             *decoded0 = filter_fast_3320(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1025             decoded0++;
1026         } else {
1027             *decoded0 = filter_3800(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1028                                     start, shift);
1029             decoded0++;
1030         }
1031
1032         /* Combined */
1033         p->buf++;
1034         p->sample_pos++;
1035
1036         /* Have we filled the history buffer? */
1037         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1038             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1039                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1040             p->buf = p->historybuffer;
1041         }
1042     }
1043 }
1044
1045 static av_always_inline int predictor_update_3930(APEPredictor *p,
1046                                                   const int decoded, const int filter,
1047                                                   const int delayA)
1048 {
1049     int32_t predictionA, sign;
1050     int32_t d0, d1, d2, d3;
1051
1052     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1053     d0 = p->buf[delayA    ];
1054     d1 = p->buf[delayA    ] - p->buf[delayA - 1];
1055     d2 = p->buf[delayA - 1] - p->buf[delayA - 2];
1056     d3 = p->buf[delayA - 2] - p->buf[delayA - 3];
1057
1058     predictionA = d0 * p->coeffsA[filter][0] +
1059                   d1 * p->coeffsA[filter][1] +
1060                   d2 * p->coeffsA[filter][2] +
1061                   d3 * p->coeffsA[filter][3];
1062
1063     p->lastA[filter] = decoded + (predictionA >> 9);
1064     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1065
1066     sign = APESIGN(decoded);
1067     p->coeffsA[filter][0] += ((d0 < 0) * 2 - 1) * sign;
1068     p->coeffsA[filter][1] += ((d1 < 0) * 2 - 1) * sign;
1069     p->coeffsA[filter][2] += ((d2 < 0) * 2 - 1) * sign;
1070     p->coeffsA[filter][3] += ((d3 < 0) * 2 - 1) * sign;
1071
1072     return p->filterA[filter];
1073 }
1074
1075 static void predictor_decode_stereo_3930(APEContext *ctx, int count)
1076 {
1077     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1078     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1079     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1080
1081     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1082
1083     while (count--) {
1084         /* Predictor Y */
1085         int Y = *decoded1, X = *decoded0;
1086         *decoded0 = predictor_update_3930(p, Y, 0, YDELAYA);
1087         decoded0++;
1088         *decoded1 = predictor_update_3930(p, X, 1, XDELAYA);
1089         decoded1++;
1090
1091         /* Combined */
1092         p->buf++;
1093
1094         /* Have we filled the history buffer? */
1095         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1096             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1097                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1098             p->buf = p->historybuffer;
1099         }
1100     }
1101 }
1102
1103 static void predictor_decode_mono_3930(APEContext *ctx, int count)
1104 {
1105     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1106     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1107
1108     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1109
1110     while (count--) {
1111         *decoded0 = predictor_update_3930(p, *decoded0, 0, YDELAYA);
1112         decoded0++;
1113
1114         p->buf++;
1115
1116         /* Have we filled the history buffer? */
1117         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1118             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1119                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1120             p->buf = p->historybuffer;
1121         }
1122     }
1123 }
1124
1125 static av_always_inline int predictor_update_filter(APEPredictor *p,
1126                                                     const int decoded, const int filter,
1127                                                     const int delayA,  const int delayB,
1128                                                     const int adaptA,  const int adaptB)
1129 {
1130     int32_t predictionA, predictionB, sign;
1131
1132     p->buf[delayA]     = p->lastA[filter];
1133     p->buf[adaptA]     = APESIGN(p->buf[delayA]);
1134     p->buf[delayA - 1] = p->buf[delayA] - p->buf[delayA - 1];
1135     p->buf[adaptA - 1] = APESIGN(p->buf[delayA - 1]);
1136
1137     predictionA = p->buf[delayA    ] * p->coeffsA[filter][0] +
1138                   p->buf[delayA - 1] * p->coeffsA[filter][1] +
1139                   p->buf[delayA - 2] * p->coeffsA[filter][2] +
1140                   p->buf[delayA - 3] * p->coeffsA[filter][3];
1141
1142     /*  Apply a scaled first-order filter compression */
1143     p->buf[delayB]     = p->filterA[filter ^ 1] - ((p->filterB[filter] * 31) >> 5);
1144     p->buf[adaptB]     = APESIGN(p->buf[delayB]);
1145     p->buf[delayB - 1] = p->buf[delayB] - p->buf[delayB - 1];
1146     p->buf[adaptB - 1] = APESIGN(p->buf[delayB - 1]);
1147     p->filterB[filter] = p->filterA[filter ^ 1];
1148
1149     predictionB = p->buf[delayB    ] * p->coeffsB[filter][0] +
1150                   p->buf[delayB - 1] * p->coeffsB[filter][1] +
1151                   p->buf[delayB - 2] * p->coeffsB[filter][2] +
1152                   p->buf[delayB - 3] * p->coeffsB[filter][3] +
1153                   p->buf[delayB - 4] * p->coeffsB[filter][4];
1154
1155     p->lastA[filter] = decoded + ((predictionA + (predictionB >> 1)) >> 10);
1156     p->filterA[filter] = p->lastA[filter] + ((p->filterA[filter] * 31) >> 5);
1157
1158     sign = APESIGN(decoded);
1159     p->coeffsA[filter][0] += p->buf[adaptA    ] * sign;
1160     p->coeffsA[filter][1] += p->buf[adaptA - 1] * sign;
1161     p->coeffsA[filter][2] += p->buf[adaptA - 2] * sign;
1162     p->coeffsA[filter][3] += p->buf[adaptA - 3] * sign;
1163     p->coeffsB[filter][0] += p->buf[adaptB    ] * sign;
1164     p->coeffsB[filter][1] += p->buf[adaptB - 1] * sign;
1165     p->coeffsB[filter][2] += p->buf[adaptB - 2] * sign;
1166     p->coeffsB[filter][3] += p->buf[adaptB - 3] * sign;
1167     p->coeffsB[filter][4] += p->buf[adaptB - 4] * sign;
1168
1169     return p->filterA[filter];
1170 }
1171
1172 static void predictor_decode_stereo_3950(APEContext *ctx, int count)
1173 {
1174     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1175     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1176     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1177
1178     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], ctx->decoded[1], count);
1179
1180     while (count--) {
1181         /* Predictor Y */
1182         *decoded0 = predictor_update_filter(p, *decoded0, 0, YDELAYA, YDELAYB,
1183                                             YADAPTCOEFFSA, YADAPTCOEFFSB);
1184         decoded0++;
1185         *decoded1 = predictor_update_filter(p, *decoded1, 1, XDELAYA, XDELAYB,
1186                                             XADAPTCOEFFSA, XADAPTCOEFFSB);
1187         decoded1++;
1188
1189         /* Combined */
1190         p->buf++;
1191
1192         /* Have we filled the history buffer? */
1193         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1194             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1195                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1196             p->buf = p->historybuffer;
1197         }
1198     }
1199 }
1200
1201 static void predictor_decode_mono_3950(APEContext *ctx, int count)
1202 {
1203     APEPredictor *p = &ctx->predictor;
1204     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1205     int32_t predictionA, currentA, A, sign;
1206
1207     ape_apply_filters(ctx, ctx->decoded[0], NULL, count);
1208
1209     currentA = p->lastA[0];
1210
1211     while (count--) {
1212         A = *decoded0;
1213
1214         p->buf[YDELAYA] = currentA;
1215         p->buf[YDELAYA - 1] = p->buf[YDELAYA] - p->buf[YDELAYA - 1];
1216
1217         predictionA = p->buf[YDELAYA    ] * p->coeffsA[0][0] +
1218                       p->buf[YDELAYA - 1] * p->coeffsA[0][1] +
1219                       p->buf[YDELAYA - 2] * p->coeffsA[0][2] +
1220                       p->buf[YDELAYA - 3] * p->coeffsA[0][3];
1221
1222         currentA = A + (predictionA >> 10);
1223
1224         p->buf[YADAPTCOEFFSA]     = APESIGN(p->buf[YDELAYA    ]);
1225         p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] = APESIGN(p->buf[YDELAYA - 1]);
1226
1227         sign = APESIGN(A);
1228         p->coeffsA[0][0] += p->buf[YADAPTCOEFFSA    ] * sign;
1229         p->coeffsA[0][1] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 1] * sign;
1230         p->coeffsA[0][2] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 2] * sign;
1231         p->coeffsA[0][3] += p->buf[YADAPTCOEFFSA - 3] * sign;
1232
1233         p->buf++;
1234
1235         /* Have we filled the history buffer? */
1236         if (p->buf == p->historybuffer + HISTORY_SIZE) {
1237             memmove(p->historybuffer, p->buf,
1238                     PREDICTOR_SIZE * sizeof(*p->historybuffer));
1239             p->buf = p->historybuffer;
1240         }
1241
1242         p->filterA[0] = currentA + ((p->filterA[0] * 31) >> 5);
1243         *(decoded0++) = p->filterA[0];
1244     }
1245
1246     p->lastA[0] = currentA;
1247 }
1248
1249 static void do_init_filter(APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1250 {
1251     f->coeffs = buf;
1252     f->historybuffer = buf + order;
1253     f->delay       = f->historybuffer + order * 2;
1254     f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1255
1256     memset(f->historybuffer, 0, (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1257     memset(f->coeffs, 0, order * sizeof(*f->coeffs));
1258     f->avg = 0;
1259 }
1260
1261 static void init_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f, int16_t *buf, int order)
1262 {
1263     do_init_filter(&f[0], buf, order);
1264     do_init_filter(&f[1], buf + order * 3 + HISTORY_SIZE, order);
1265 }
1266
1267 static void do_apply_filter(APEContext *ctx, int version, APEFilter *f,
1268                             int32_t *data, int count, int order, int fracbits)
1269 {
1270     int res;
1271     int absres;
1272
1273     while (count--) {
1274         /* round fixedpoint scalar product */
1275         res = ctx->adsp.scalarproduct_and_madd_int16(f->coeffs,
1276                                                      f->delay - order,
1277                                                      f->adaptcoeffs - order,
1278                                                      order, APESIGN(*data));
1279         res = (res + (1 << (fracbits - 1))) >> fracbits;
1280         res += *data;
1281         *data++ = res;
1282
1283         /* Update the output history */
1284         *f->delay++ = av_clip_int16(res);
1285
1286         if (version < 3980) {
1287             /* Version ??? to < 3.98 files (untested) */
1288             f->adaptcoeffs[0]  = (res == 0) ? 0 : ((res >> 28) & 8) - 4;
1289             f->adaptcoeffs[-4] >>= 1;
1290             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1291         } else {
1292             /* Version 3.98 and later files */
1293
1294             /* Update the adaption coefficients */
1295             absres = FFABS(res);
1296             if (absres)
1297                 *f->adaptcoeffs = ((res & (-1<<31)) ^ (-1<<30)) >>
1298                                   (25 + (absres <= f->avg*3) + (absres <= f->avg*4/3));
1299             else
1300                 *f->adaptcoeffs = 0;
1301
1302             f->avg += (absres - f->avg) / 16;
1303
1304             f->adaptcoeffs[-1] >>= 1;
1305             f->adaptcoeffs[-2] >>= 1;
1306             f->adaptcoeffs[-8] >>= 1;
1307         }
1308
1309         f->adaptcoeffs++;
1310
1311         /* Have we filled the history buffer? */
1312         if (f->delay == f->historybuffer + HISTORY_SIZE + (order * 2)) {
1313             memmove(f->historybuffer, f->delay - (order * 2),
1314                     (order * 2) * sizeof(*f->historybuffer));
1315             f->delay = f->historybuffer + order * 2;
1316             f->adaptcoeffs = f->historybuffer + order;
1317         }
1318     }
1319 }
1320
1321 static void apply_filter(APEContext *ctx, APEFilter *f,
1322                          int32_t *data0, int32_t *data1,
1323                          int count, int order, int fracbits)
1324 {
1325     do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[0], data0, count, order, fracbits);
1326     if (data1)
1327         do_apply_filter(ctx, ctx->fileversion, &f[1], data1, count, order, fracbits);
1328 }
1329
1330 static void ape_apply_filters(APEContext *ctx, int32_t *decoded0,
1331                               int32_t *decoded1, int count)
1332 {
1333     int i;
1334
1335     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1336         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1337             break;
1338         apply_filter(ctx, ctx->filters[i], decoded0, decoded1, count,
1339                      ape_filter_orders[ctx->fset][i],
1340                      ape_filter_fracbits[ctx->fset][i]);
1341     }
1342 }
1343
1344 static int init_frame_decoder(APEContext *ctx)
1345 {
1346     int i, ret;
1347     if ((ret = init_entropy_decoder(ctx)) < 0)
1348         return ret;
1349     init_predictor_decoder(ctx);
1350
1351     for (i = 0; i < APE_FILTER_LEVELS; i++) {
1352         if (!ape_filter_orders[ctx->fset][i])
1353             break;
1354         init_filter(ctx, ctx->filters[i], ctx->filterbuf[i],
1355                     ape_filter_orders[ctx->fset][i]);
1356     }
1357     return 0;
1358 }
1359
1360 static void ape_unpack_mono(APEContext *ctx, int count)
1361 {
1362     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1363         /* We are pure silence, so we're done. */
1364         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence mono\n");
1365         return;
1366     }
1367
1368     ctx->entropy_decode_mono(ctx, count);
1369
1370     /* Now apply the predictor decoding */
1371     ctx->predictor_decode_mono(ctx, count);
1372
1373     /* Pseudo-stereo - just copy left channel to right channel */
1374     if (ctx->channels == 2) {
1375         memcpy(ctx->decoded[1], ctx->decoded[0], count * sizeof(*ctx->decoded[1]));
1376     }
1377 }
1378
1379 static void ape_unpack_stereo(APEContext *ctx, int count)
1380 {
1381     int32_t left, right;
1382     int32_t *decoded0 = ctx->decoded[0];
1383     int32_t *decoded1 = ctx->decoded[1];
1384
1385     if (ctx->frameflags & APE_FRAMECODE_STEREO_SILENCE) {
1386         /* We are pure silence, so we're done. */
1387         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "pure silence stereo\n");
1388         return;
1389     }
1390
1391     ctx->entropy_decode_stereo(ctx, count);
1392
1393     /* Now apply the predictor decoding */
1394     ctx->predictor_decode_stereo(ctx, count);
1395
1396     /* Decorrelate and scale to output depth */
1397     while (count--) {
1398         left = *decoded1 - (*decoded0 / 2);
1399         right = left + *decoded0;
1400
1401         *(decoded0++) = left;
1402         *(decoded1++) = right;
1403     }
1404 }
1405
1406 static int ape_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1407                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1408 {
1409     AVFrame *frame     = data;
1410     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1411     APEContext *s = avctx->priv_data;
1412     uint8_t *sample8;
1413     int16_t *sample16;
1414     int32_t *sample24;
1415     int i, ch, ret;
1416     int blockstodecode;
1417
1418     /* this should never be negative, but bad things will happen if it is, so
1419        check it just to make sure. */
1420     av_assert0(s->samples >= 0);
1421
1422     if(!s->samples){
1423         uint32_t nblocks, offset;
1424         int buf_size;
1425
1426         if (!avpkt->size) {
1427             *got_frame_ptr = 0;
1428             return 0;
1429         }
1430         if (avpkt->size < 8) {
1431             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1432             return AVERROR_INVALIDDATA;
1433         }
1434         buf_size = avpkt->size & ~3;
1435         if (buf_size != avpkt->size) {
1436             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
1437                    "extra bytes at the end will be skipped.\n");
1438         }
1439         if (s->fileversion < 3950) // previous versions overread two bytes
1440             buf_size += 2;
1441         av_fast_padded_malloc(&s->data, &s->data_size, buf_size);
1442         if (!s->data)
1443             return AVERROR(ENOMEM);
1444         s->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) s->data, (const uint32_t *) buf,
1445                           buf_size >> 2);
1446         memset(s->data + (buf_size & ~3), 0, buf_size & 3);
1447         s->ptr = s->data;
1448         s->data_end = s->data + buf_size;
1449
1450         nblocks = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1451         offset  = bytestream_get_be32(&s->ptr);
1452         if (s->fileversion >= 3900) {
1453             if (offset > 3) {
1454                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect offset passed\n");
1455                 s->data = NULL;
1456                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1457             }
1458             if (s->data_end - s->ptr < offset) {
1459                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
1460                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1461             }
1462             s->ptr += offset;
1463         } else {
1464             if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, s->ptr, s->data_end - s->ptr)) < 0)
1465                 return ret;
1466             if (s->fileversion > 3800)
1467                 skip_bits_long(&s->gb, offset * 8);
1468             else
1469                 skip_bits_long(&s->gb, offset);
1470         }
1471
1472         if (!nblocks || nblocks > INT_MAX) {
1473             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample count: %"PRIu32".\n",
1474                    nblocks);
1475             return AVERROR_INVALIDDATA;
1476         }
1477         s->samples = nblocks;
1478
1479         /* Initialize the frame decoder */
1480         if (init_frame_decoder(s) < 0) {
1481             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading frame header\n");
1482             return AVERROR_INVALIDDATA;
1483         }
1484     }
1485
1486     if (!s->data) {
1487         *got_frame_ptr = 0;
1488         return avpkt->size;
1489     }
1490
1491     blockstodecode = FFMIN(s->blocks_per_loop, s->samples);
1492     // for old files coefficients were not interleaved,
1493     // so we need to decode all of them at once
1494     if (s->fileversion < 3930)
1495         blockstodecode = s->samples;
1496
1497     /* reallocate decoded sample buffer if needed */
1498     av_fast_malloc(&s->decoded_buffer, &s->decoded_size,
1499                    2 * FFALIGN(blockstodecode, 8) * sizeof(*s->decoded_buffer));
1500     if (!s->decoded_buffer)
1501         return AVERROR(ENOMEM);
1502     memset(s->decoded_buffer, 0, s->decoded_size);
1503     s->decoded[0] = s->decoded_buffer;
1504     s->decoded[1] = s->decoded_buffer + FFALIGN(blockstodecode, 8);
1505
1506     /* get output buffer */
1507     frame->nb_samples = blockstodecode;
1508     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1509         return ret;
1510
1511     s->error=0;
1512
1513     if ((s->channels == 1) || (s->frameflags & APE_FRAMECODE_PSEUDO_STEREO))
1514         ape_unpack_mono(s, blockstodecode);
1515     else
1516         ape_unpack_stereo(s, blockstodecode);
1517     emms_c();
1518
1519     if (s->error) {
1520         s->samples=0;
1521         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame\n");
1522         return AVERROR_INVALIDDATA;
1523     }
1524
1525     switch (s->bps) {
1526     case 8:
1527         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1528             sample8 = (uint8_t *)frame->data[ch];
1529             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1530                 *sample8++ = (s->decoded[ch][i] + 0x80) & 0xff;
1531         }
1532         break;
1533     case 16:
1534         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1535             sample16 = (int16_t *)frame->data[ch];
1536             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1537                 *sample16++ = s->decoded[ch][i];
1538         }
1539         break;
1540     case 24:
1541         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1542             sample24 = (int32_t *)frame->data[ch];
1543             for (i = 0; i < blockstodecode; i++)
1544                 *sample24++ = s->decoded[ch][i] << 8;
1545         }
1546         break;
1547     }
1548
1549     s->samples -= blockstodecode;
1550
1551     *got_frame_ptr = 1;
1552
1553     return !s->samples ? avpkt->size : 0;
1554 }
1555
1556 static void ape_flush(AVCodecContext *avctx)
1557 {
1558     APEContext *s = avctx->priv_data;
1559     s->samples= 0;
1560 }
1561
1562 #define OFFSET(x) offsetof(APEContext, x)
1563 #define PAR (AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM)
1564 static const AVOption options[] = {
1565     { "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" },
1566     { "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" },
1567     { NULL},
1568 };
1569
1570 static const AVClass ape_decoder_class = {
1571     .class_name = "APE decoder",
1572     .item_name  = av_default_item_name,
1573     .option     = options,
1574     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1575 };
1576
1577 AVCodec ff_ape_decoder = {
1578     .name           = "ape",
1579     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Monkey's Audio"),
1580     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1581     .id             = AV_CODEC_ID_APE,
1582     .priv_data_size = sizeof(APEContext),
1583     .init           = ape_decode_init,
1584     .close          = ape_decode_close,
1585     .decode         = ape_decode_frame,
1586     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
1587     .flush          = ape_flush,
1588     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
1589                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16P,
1590                                                       AV_SAMPLE_FMT_S32P,
1591                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1592     .priv_class     = &ape_decoder_class,
1593 };