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