git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h264.h

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_H264_H
  29 #define AVCODEC_H264_H
  30
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "cabac.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "mpegvideo.h"
  35 #include "h264chroma.h"
  36 #include "h264dsp.h"
  37 #include "h264pred.h"
  38 #include "h264qpel.h"
  39 #include "rectangle.h"
  40
  41 #define MAX_SPS_COUNT          32
  42 #define MAX_PPS_COUNT         256
  43
  44 #define MAX_MMCO_COUNT         66
  45
  46 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
  47
  48 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
  49
  50 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  51  * of progressive decoding by about 2%. */
  52 #define ALLOW_INTERLACE
  53
  54 #define FMO 0
  55
  56 /**
  57  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  58  * must be a power of 2
  59  */
  60 #define MAX_SLICES 16
  61
  62 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  63 #define MB_MBAFF    h->mb_mbaff
  64 #define MB_FIELD    h->mb_field_decoding_flag
  65 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  66 #define FIELD_PICTURE (h->picture_structure != PICT_FRAME)
  67 #define LEFT_MBS 2
  68 #define LTOP     0
  69 #define LBOT     1
  70 #define LEFT(i)  (i)
  71 #else
  72 #define MB_MBAFF      0
  73 #define MB_FIELD      0
  74 #define FRAME_MBAFF   0
  75 #define FIELD_PICTURE 0
  76 #undef  IS_INTERLACED
  77 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  78 #define LEFT_MBS 1
  79 #define LTOP     0
  80 #define LBOT     0
  81 #define LEFT(i)  0
  82 #endif
  83 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  84
  85 #ifndef CABAC
  86 #define CABAC h->pps.cabac
  87 #endif
  88
  89 #define CHROMA    (h->sps.chroma_format_idc)
  90 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  91 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  92
  93 #define EXTENDED_SAR       255
  94
  95 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
  96 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  97 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
  98 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
  99
 100 #define QP_MAX_NUM (51 + 6*6)           // The maximum supported qp
 101
 102 /* NAL unit types */
 103 enum {
 104     NAL_SLICE = 1,
 105     NAL_DPA,
 106     NAL_DPB,
 107     NAL_DPC,
 108     NAL_IDR_SLICE,
 109     NAL_SEI,
 110     NAL_SPS,
 111     NAL_PPS,
 112     NAL_AUD,
 113     NAL_END_SEQUENCE,
 114     NAL_END_STREAM,
 115     NAL_FILLER_DATA,
 116     NAL_SPS_EXT,
 117     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
 118     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
 119 };
 120
 121 /**
 122  * SEI message types
 123  */
 124 typedef enum {
 125     SEI_BUFFERING_PERIOD            = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 126     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
 127     SEI_TYPE_USER_DATA_ITU_T_T35    = 4,   ///< user data registered by ITU-T Recommendation T.35
 128     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
 129     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6    ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 130 } SEI_Type;
 131
 132 /**
 133  * pic_struct in picture timing SEI message
 134  */
 135 typedef enum {
 136     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 137     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 138     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 139     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 140     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 141     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 142     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 143     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 144     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 145 } SEI_PicStructType;
 146
 147 /**
 148  * Sequence parameter set
 149  */
 150 typedef struct SPS {
 151     int profile_idc;
 152     int level_idc;
 153     int chroma_format_idc;
 154     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 155     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 156     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 157     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 158     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 159     int offset_for_non_ref_pic;
 160     int offset_for_top_to_bottom_field;
 161     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 162     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 163     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 164     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 165     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 166     int frame_mbs_only_flag;
 167     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
 168     int direct_8x8_inference_flag;
 169     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
 170     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 171     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 172     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 173     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 174     int vui_parameters_present_flag;
 175     AVRational sar;
 176     int video_signal_type_present_flag;
 177     int full_range;
 178     int colour_description_present_flag;
 179     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 180     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 181     enum AVColorSpace colorspace;
 182     int timing_info_present_flag;
 183     uint32_t num_units_in_tick;
 184     uint32_t time_scale;
 185     int fixed_frame_rate_flag;
 186     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
 187     int bitstream_restriction_flag;
 188     int num_reorder_frames;
 189     int scaling_matrix_present;
 190     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 191     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 192     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 193     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 194     int pic_struct_present_flag;
 195     int time_offset_length;
 196     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
 197     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 198     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 199     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 200     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 201     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 202     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
 203     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
 204     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
 205 } SPS;
 206
 207 /**
 208  * Picture parameter set
 209  */
 210 typedef struct PPS {
 211     unsigned int sps_id;
 212     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 213     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 214     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 215     int mb_slice_group_map_type;
 216     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 217     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 218     int weighted_bipred_idc;
 219     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 220     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 221     int chroma_qp_index_offset[2];
 222     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 223     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
 224     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 225     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
 226     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 227     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 228     uint8_t chroma_qp_table[2][QP_MAX_NUM+1];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 229     int chroma_qp_diff;
 230 } PPS;
 231
 232 /**
 233  * Memory management control operation opcode.
 234  */
 235 typedef enum MMCOOpcode {
 236     MMCO_END = 0,
 237     MMCO_SHORT2UNUSED,
 238     MMCO_LONG2UNUSED,
 239     MMCO_SHORT2LONG,
 240     MMCO_SET_MAX_LONG,
 241     MMCO_RESET,
 242     MMCO_LONG,
 243 } MMCOOpcode;
 244
 245 /**
 246  * Memory management control operation.
 247  */
 248 typedef struct MMCO {
 249     MMCOOpcode opcode;
 250     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 251     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 252 } MMCO;
 253
 254 /**
 255  * H264Context
 256  */
 257 typedef struct H264Context {
 258     AVCodecContext *avctx;
 259     DSPContext       dsp;
 260     VideoDSPContext vdsp;
 261     H264DSPContext h264dsp;
 262     H264ChromaContext h264chroma;
 263     H264QpelContext h264qpel;
 264     MotionEstContext me;
 265     ParseContext parse_context;
 266     GetBitContext gb;
 267     ERContext er;
 268
 269     Picture *DPB;
 270     Picture *cur_pic_ptr;
 271     Picture cur_pic;
 272     int picture_count;
 273     int picture_range_start, picture_range_end;
 274
 275     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 276     int chroma_qp[2];   // QPc
 277
 278     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 279
 280     int width, height;
 281     int linesize, uvlinesize;
 282     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
 283
 284     int qscale;
 285     int droppable;
 286     int data_partitioning;
 287     int coded_picture_number;
 288     int low_delay;
 289
 290     int context_initialized;
 291     int flags;
 292     int workaround_bugs;
 293
 294     int prev_mb_skipped;
 295     int next_mb_skipped;
 296
 297     // prediction stuff
 298     int chroma_pred_mode;
 299     int intra16x16_pred_mode;
 300
 301     int topleft_mb_xy;
 302     int top_mb_xy;
 303     int topright_mb_xy;
 304     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 305
 306     int topleft_type;
 307     int top_type;
 308     int topright_type;
 309     int left_type[LEFT_MBS];
 310
 311     const uint8_t *left_block;
 312     int topleft_partition;
 313
 314     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
 315     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 316     H264PredContext hpc;
 317     unsigned int topleft_samples_available;
 318     unsigned int top_samples_available;
 319     unsigned int topright_samples_available;
 320     unsigned int left_samples_available;
 321     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
 322
 323     /**
 324      * non zero coeff count cache.
 325      * is 64 if not available.
 326      */
 327     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
 328
 329     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 330
 331     /**
 332      * Motion vector cache.
 333      */
 334     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
 335     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
 336 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
 337 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 338
 339     /**
 340      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 341      */
 342     int neighbor_transform_size;
 343
 344     /**
 345      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 346      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 347      */
 348     int block_offset[2 * (16 * 3)];
 349
 350     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
 351     uint32_t *mb2br_xy;
 352     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
 353
 354     int mb_linesize;    ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
 355     int mb_uvlinesize;
 356
 357     unsigned current_sps_id; ///< id of the current SPS
 358     SPS sps; ///< current sps
 359
 360     /**
 361      * current pps
 362      */
 363     PPS pps; // FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 364
 365     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
 366     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
 367     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
 368     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
 369
 370     int slice_num;
 371     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 372     int slice_type;
 373     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 374     int slice_type_fixed;
 375
 376     // interlacing specific flags
 377     int mb_aff_frame;
 378     int mb_field_decoding_flag;
 379     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 380     int picture_structure;
 381     int first_field;
 382
 383     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 384
 385     // Weighted pred stuff
 386     int use_weight;
 387     int use_weight_chroma;
 388     int luma_log2_weight_denom;
 389     int chroma_log2_weight_denom;
 390     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 391     int luma_weight[48][2][2];
 392     int chroma_weight[48][2][2][2];
 393     int implicit_weight[48][48][2];
 394
 395     int direct_spatial_mv_pred;
 396     int col_parity;
 397     int col_fieldoff;
 398     int dist_scale_factor[32];
 399     int dist_scale_factor_field[2][32];
 400     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 401     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 402
 403     /**
 404      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 405      */
 406     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 407     unsigned int list_count;
 408     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 409     Picture ref_list[2][48];            /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 410                                          *   Reordered version of default_ref_list
 411                                          *   according to picture reordering in slice header */
 412     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 413
 414     // data partitioning
 415     GetBitContext intra_gb;
 416     GetBitContext inter_gb;
 417     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 418     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 419
 420     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
 421     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2]; ///< as a dct coeffecient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
 422     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 423     int16_t mb_padding[256 * 2];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
 424
 425     /**
 426      * Cabac
 427      */
 428     CABACContext cabac;
 429     uint8_t cabac_state[1024];
 430
 431     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 432     uint16_t *cbp_table;
 433     int cbp;
 434     int top_cbp;
 435     int left_cbp;
 436     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 437     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 438     int last_qscale_diff;
 439     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 440     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 441     uint8_t *direct_table;
 442     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 443
 444     uint8_t zigzag_scan[16];
 445     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 446     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 447     uint8_t field_scan[16];
 448     uint8_t field_scan8x8[64];
 449     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 450     uint8_t zigzag_scan_q0[16];
 451     uint8_t zigzag_scan8x8_q0[64];
 452     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc_q0[64];
 453     uint8_t field_scan_q0[16];
 454     uint8_t field_scan8x8_q0[64];
 455     uint8_t field_scan8x8_cavlc_q0[64];
 456
 457     int x264_build;
 458
 459     int mb_x, mb_y;
 460     int resync_mb_x;
 461     int resync_mb_y;
 462     int mb_skip_run;
 463     int mb_height, mb_width;
 464     int mb_stride;
 465     int mb_num;
 466     int mb_xy;
 467
 468     int is_complex;
 469
 470     // deblock
 471     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 472     int slice_alpha_c0_offset;
 473     int slice_beta_offset;
 474
 475     // =============================================================
 476     // Things below are not used in the MB or more inner code
 477
 478     int nal_ref_idc;
 479     int nal_unit_type;
 480     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 481     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 482
 483     /**
 484      * Used to parse AVC variant of h264
 485      */
 486     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 487     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 488     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 489
 490     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
 491     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
 492
 493     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 494     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 495
 496     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
 497
 498     uint16_t *slice_table_base;
 499
 500     // POC stuff
 501     int poc_lsb;
 502     int poc_msb;
 503     int delta_poc_bottom;
 504     int delta_poc[2];
 505     int frame_num;
 506     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 507     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 508     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
 509     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
 510     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 511
 512     /**
 513      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
 514      */
 515     int curr_pic_num;
 516
 517     /**
 518      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
 519      */
 520     int max_pic_num;
 521
 522     int redundant_pic_count;
 523
 524     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 525     Picture *short_ref[32];
 526     Picture *long_ref[32];
 527     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 528     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 529     Picture *next_output_pic;
 530     int outputed_poc;
 531     int next_outputed_poc;
 532
 533     /**
 534      * memory management control operations buffer.
 535      */
 536     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 537     int mmco_index;
 538     int mmco_reset;
 539
 540     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 541     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 542
 543     int cabac_init_idc;
 544
 545     /**
 546      * @name Members for slice based multithreading
 547      * @{
 548      */
 549     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 550
 551     /**
 552      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
 553      */
 554     int current_slice;
 555
 556     /**
 557      * Max number of threads / contexts.
 558      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 559      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 560      * reduced to 1.
 561      */
 562     int max_contexts;
 563
 564     int slice_context_count;
 565
 566     /**
 567      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 568      *  displayed, 0 otherwise.
 569      */
 570     int single_decode_warning;
 571
 572     enum AVPictureType pict_type;
 573
 574     int last_slice_type;
 575     /** @} */
 576
 577     /**
 578      * pic_struct in picture timing SEI message
 579      */
 580     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 581
 582     /**
 583      * Complement sei_pic_struct
 584      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 585      * However, soft telecined frames may have these values.
 586      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 587      */
 588     int prev_interlaced_frame;
 589
 590     /**
 591      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 592      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 593      * interlaced).
 594      */
 595     int sei_ct_type;
 596
 597     /**
 598      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 599      */
 600     int sei_dpb_output_delay;
 601
 602     /**
 603      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 604      */
 605     int sei_cpb_removal_delay;
 606
 607     /**
 608      * recovery_frame_cnt from SEI message
 609      *
 610      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 611      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 612      * frames.
 613      */
 614     int sei_recovery_frame_cnt;
 615     /**
 616      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 617      * be fully constructed.
 618      *
 619      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 620      */
 621     int recovery_frame;
 622
 623     /**
 624      * Are the SEI recovery points looking valid.
 625      */
 626     int valid_recovery_point;
 627
 628     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 629     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 630
 631     // Timestamp stuff
 632     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
 633     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
 634
 635     int cur_chroma_format_idc;
 636     uint8_t *bipred_scratchpad;
 637
 638     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
 639
 640     int sync;                      ///< did we had a keyframe or recovery point
 641
 642     uint8_t parse_history[4];
 643     int parse_history_count;
 644     int parse_last_mb;
 645     uint8_t *edge_emu_buffer;
 646     int16_t *dc_val_base;
 647
 648     uint8_t *visualization_buffer[3]; ///< temporary buffer vor MV visualization
 649 } H264Context;
 650
 651 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[7][QP_MAX_NUM + 1]; ///< One chroma qp table for each possible bit depth (8-14).
 652 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 653
 654 /**
 655  * Decode SEI
 656  */
 657 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 658
 659 /**
 660  * Decode SPS
 661  */
 662 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 663
 664 /**
 665  * compute profile from sps
 666  */
 667 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 668
 669 /**
 670  * Decode PPS
 671  */
 672 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 673
 674 /**
 675  * Decode a network abstraction layer unit.
 676  * @param consumed is the number of bytes used as input
 677  * @param length is the length of the array
 678  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
 679  *                   or a decode rbsp tailing?
 680  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 681  */
 682 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
 683                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
 684
 685 /**
 686  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
 687  * like SPS, PPS etc.
 688  */
 689 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 690
 691 /**
 692  * Reconstruct bitstream slice_type.
 693  */
 694 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 695
 696 /**
 697  * Allocate tables.
 698  * needs width/height
 699  */
 700 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 701
 702 /**
 703  * Fill the default_ref_list.
 704  */
 705 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 706
 707 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 708 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 709 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 710
 711 /**
 712  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 713  */
 714 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 715
 716 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
 717                                    int first_slice);
 718
 719 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
 720
 721 /**
 722  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 723  * dc mode so it only uses the available blocks.
 724  */
 725 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 726
 727 /**
 728  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 729  * dc mode so it only uses the available blocks.
 730  */
 731 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
 732
 733 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 734 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
 735 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h, const uint8_t *buf, int size);
 736 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 737 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 738
 739 /**
 740  * Decode a macroblock
 741  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 742  */
 743 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 744
 745 /**
 746  * Decode a CABAC coded macroblock
 747  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 748  */
 749 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 750
 751 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 752
 753 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
 754 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
 755 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
 756
 757 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 758                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 759                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 760 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 761                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 762                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 763
 764 /**
 765  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 766  *
 767  * @param h H.264 context.
 768  */
 769 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 770
 771 /*
 772  * o-o o-o
 773  *  / / /
 774  * o-o o-o
 775  *  ,---'
 776  * o-o o-o
 777  *  / / /
 778  * o-o o-o
 779  */
 780
 781 /* Scan8 organization:
 782  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 783  * 0  DY    y y y y y
 784  * 1        y Y Y Y Y
 785  * 2        y Y Y Y Y
 786  * 3        y Y Y Y Y
 787  * 4        y Y Y Y Y
 788  * 5  DU    u u u u u
 789  * 6        u U U U U
 790  * 7        u U U U U
 791  * 8        u U U U U
 792  * 9        u U U U U
 793  * 10 DV    v v v v v
 794  * 11       v V V V V
 795  * 12       v V V V V
 796  * 13       v V V V V
 797  * 14       v V V V V
 798  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 799  */
 800
 801 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 802 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 803
 804 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 805 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
 806     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
 807     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
 808     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
 809     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
 810     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
 811     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
 812     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
 813     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
 814     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
 815     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
 816     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
 817     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
 818     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
 819 };
 820
 821 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
 822 {
 823 #if HAVE_BIGENDIAN
 824     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
 825 #else
 826     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
 827 #endif
 828 }
 829
 830 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
 831 {
 832 #if HAVE_BIGENDIAN
 833     return (b & 0xFF) + (a << 8);
 834 #else
 835     return (a & 0xFF) + (b << 8);
 836 #endif
 837 }
 838
 839 /**
 840  * Get the chroma qp.
 841  */
 842 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
 843 {
 844     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 845 }
 846
 847 /**
 848  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 849  */
 850 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
 851 {
 852     const int index8 = scan8[n];
 853     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 854     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 855     const int min    = FFMIN(left, top);
 856
 857     tprintf(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
 858
 859     if (min < 0)
 860         return DC_PRED;
 861     else
 862         return min;
 863 }
 864
 865 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
 866 {
 867     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 868     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
 869
 870     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
 871     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
 872     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
 873     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
 874 }
 875
 876 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
 877 {
 878     const int mb_xy    = h->mb_xy;
 879     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
 880     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 881
 882     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
 883     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
 884     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
 885     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
 886     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
 887     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
 888     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
 889     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
 890
 891     if (!h->chroma_y_shift) {
 892         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
 893         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
 894         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
 895         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
 896     }
 897 }
 898
 899 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
 900                                                     int b_stride,
 901                                                     int b_xy, int b8_xy,
 902                                                     int mb_type, int list)
 903 {
 904     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.f.motion_val[list][b_xy];
 905     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 906     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
 907     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
 908     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
 909     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
 910     if (CABAC) {
 911         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
 912                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 913         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 914         if (IS_SKIP(mb_type)) {
 915             AV_ZERO128(mvd_dst);
 916         } else {
 917             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
 918             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
 919             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
 920             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
 921         }
 922     }
 923
 924     {
 925         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.f.ref_index[list][b8_xy];
 926         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 927         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
 928         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
 929         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
 930         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
 931     }
 932 }
 933
 934 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
 935 {
 936     const int b_stride      = h->b_stride;
 937     const int b_xy  = 4 * h->mb_x + 4 * h->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
 938     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
 939
 940     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
 941         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 942     } else {
 943         fill_rectangle(&h->cur_pic.f.ref_index[0][b8_xy],
 944                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 945     }
 946     if (USES_LIST(mb_type, 1))
 947         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 948
 949     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC) {
 950         if (IS_8X8(mb_type)) {
 951             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
 952             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
 953             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
 954             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
 955         }
 956     }
 957 }
 958
 959 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
 960 {
 961     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
 962         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 963                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
 964                   0x0001000100010001ULL));
 965     else
 966         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 967                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
 968                   0x0001000100010001ULL));
 969 }
 970
 971 void ff_h264_draw_horiz_band(H264Context *h, int y, int height);
 972
 973 #endif /* AVCODEC_H264_H */