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 Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 "error_resilience.h"
  34 #include "get_bits.h"
  35 #include "mpegvideo.h"
  36 #include "h264chroma.h"
  37 #include "h264dsp.h"
  38 #include "h264pred.h"
  39 #include "h264qpel.h"
  40 #include "rectangle.h"
  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 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  50  * of progressive decoding by about 2%. */
  51 #define ALLOW_INTERLACE
  52
  53 #define FMO 0
  54
  55 /**
  56  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  57  * must be a power of 2
  58  */
  59 #define MAX_SLICES 16
  60
  61 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  62 #define MB_MBAFF(h)    h->mb_mbaff
  63 #define MB_FIELD(h)    h->mb_field_decoding_flag
  64 #define FRAME_MBAFF(h) h->mb_aff_frame
  65 #define FIELD_PICTURE(h) (h->picture_structure != PICT_FRAME)
  66 #define LEFT_MBS 2
  67 #define LTOP     0
  68 #define LBOT     1
  69 #define LEFT(i)  (i)
  70 #else
  71 #define MB_MBAFF(h)      0
  72 #define MB_FIELD(h)      0
  73 #define FRAME_MBAFF(h)   0
  74 #define FIELD_PICTURE(h) 0
  75 #undef  IS_INTERLACED
  76 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  77 #define LEFT_MBS 1
  78 #define LTOP     0
  79 #define LBOT     0
  80 #define LEFT(i)  0
  81 #endif
  82 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
  83
  84 #ifndef CABAC
  85 #define CABAC(h) h->pps.cabac
  86 #endif
  87
  88 #define CHROMA422(h) (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  89 #define CHROMA444(h) (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  90
  91 #define EXTENDED_SAR       255
  92
  93 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
  94 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  95 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
  96 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
  97
  98 #define QP_MAX_NUM (51 + 2 * 6)           // The maximum supported qp
  99
 100 /* NAL unit types */
 101 enum {
 102     NAL_SLICE           = 1,
 103     NAL_DPA             = 2,
 104     NAL_DPB             = 3,
 105     NAL_DPC             = 4,
 106     NAL_IDR_SLICE       = 5,
 107     NAL_SEI             = 6,
 108     NAL_SPS             = 7,
 109     NAL_PPS             = 8,
 110     NAL_AUD             = 9,
 111     NAL_END_SEQUENCE    = 10,
 112     NAL_END_STREAM      = 11,
 113     NAL_FILLER_DATA     = 12,
 114     NAL_SPS_EXT         = 13,
 115     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
 116     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
 117 };
 118
 119 /**
 120  * SEI message types
 121  */
 122 typedef enum {
 123     SEI_TYPE_BUFFERING_PERIOD       = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 124     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
 125     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
 126     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6,   ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 127     SEI_TYPE_FRAME_PACKING          = 45,  ///< frame packing arrangement
 128 } SEI_Type;
 129
 130 /**
 131  * pic_struct in picture timing SEI message
 132  */
 133 typedef enum {
 134     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 135     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 136     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 137     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 138     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 139     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 140     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 141     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 142     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 143 } SEI_PicStructType;
 144
 145 /**
 146  * Sequence parameter set
 147  */
 148 typedef struct SPS {
 149     unsigned int sps_id;
 150     int profile_idc;
 151     int level_idc;
 152     int chroma_format_idc;
 153     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 154     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 155     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 156     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 157     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 158     int offset_for_non_ref_pic;
 159     int offset_for_top_to_bottom_field;
 160     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 161     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 162     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 163     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 164     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 165     int frame_mbs_only_flag;
 166     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
 167     int direct_8x8_inference_flag;
 168     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
 169
 170     /* those 4 are already in luma samples */
 171     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 172     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 173     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 174     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 175     int vui_parameters_present_flag;
 176     AVRational sar;
 177     int video_signal_type_present_flag;
 178     int full_range;
 179     int colour_description_present_flag;
 180     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 181     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 182     enum AVColorSpace colorspace;
 183     int timing_info_present_flag;
 184     uint32_t num_units_in_tick;
 185     uint32_t time_scale;
 186     int fixed_frame_rate_flag;
 187     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
 188     int bitstream_restriction_flag;
 189     int num_reorder_frames;
 190     int scaling_matrix_present;
 191     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 192     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 193     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 194     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 195     int pic_struct_present_flag;
 196     int time_offset_length;
 197     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
 198     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 199     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 200     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 201     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 202     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 203     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
 204     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
 205     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
 206 } SPS;
 207
 208 /**
 209  * Picture parameter set
 210  */
 211 typedef struct PPS {
 212     unsigned int sps_id;
 213     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 214     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 215     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 216     int mb_slice_group_map_type;
 217     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 218     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 219     int weighted_bipred_idc;
 220     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 221     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 222     int chroma_qp_index_offset[2];
 223     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 224     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
 225     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 226     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
 227     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 228     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 229     uint8_t chroma_qp_table[2][64]; ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 230     int chroma_qp_diff;
 231 } PPS;
 232
 233 /**
 234  * Memory management control operation opcode.
 235  */
 236 typedef enum MMCOOpcode {
 237     MMCO_END = 0,
 238     MMCO_SHORT2UNUSED,
 239     MMCO_LONG2UNUSED,
 240     MMCO_SHORT2LONG,
 241     MMCO_SET_MAX_LONG,
 242     MMCO_RESET,
 243     MMCO_LONG,
 244 } MMCOOpcode;
 245
 246 /**
 247  * Memory management control operation.
 248  */
 249 typedef struct MMCO {
 250     MMCOOpcode opcode;
 251     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 252     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 253 } MMCO;
 254
 255 typedef struct H264Picture {
 256     struct AVFrame f;
 257     ThreadFrame tf;
 258
 259     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 260     int8_t *qscale_table;
 261
 262     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 263     int16_t (*motion_val[2])[2];
 264
 265     AVBufferRef *mb_type_buf;
 266     uint32_t *mb_type;
 267
 268     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 269     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
 270
 271     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 272     int8_t *ref_index[2];
 273
 274     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
 275     int poc;                ///< frame POC
 276     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
 277     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
 278                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
 279     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
 280                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
 281     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
 282     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
 283     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
 284     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
 285     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
 286
 287     int needs_realloc;      ///< picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 288     int reference;
 289     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
 290 } H264Picture;
 291
 292 /**
 293  * H264Context
 294  */
 295 typedef struct H264Context {
 296     AVCodecContext *avctx;
 297     DSPContext       dsp;
 298     VideoDSPContext vdsp;
 299     H264DSPContext h264dsp;
 300     H264ChromaContext h264chroma;
 301     H264QpelContext h264qpel;
 302     MotionEstContext me;
 303     ParseContext parse_context;
 304     GetBitContext gb;
 305     ERContext er;
 306
 307     H264Picture *DPB;
 308     H264Picture *cur_pic_ptr;
 309     H264Picture cur_pic;
 310
 311     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 312     int chroma_qp[2];   // QPc
 313
 314     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 315
 316     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
 317     int width, height;
 318     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
 319     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
 320
 321     int qscale;
 322     int droppable;
 323     int data_partitioning;
 324     int coded_picture_number;
 325     int low_delay;
 326
 327     int context_initialized;
 328     int flags;
 329     int workaround_bugs;
 330
 331     int prev_mb_skipped;
 332     int next_mb_skipped;
 333
 334     // prediction stuff
 335     int chroma_pred_mode;
 336     int intra16x16_pred_mode;
 337
 338     int topleft_mb_xy;
 339     int top_mb_xy;
 340     int topright_mb_xy;
 341     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 342
 343     int topleft_type;
 344     int top_type;
 345     int topright_type;
 346     int left_type[LEFT_MBS];
 347
 348     const uint8_t *left_block;
 349     int topleft_partition;
 350
 351     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
 352     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 353     H264PredContext hpc;
 354     unsigned int topleft_samples_available;
 355     unsigned int top_samples_available;
 356     unsigned int topright_samples_available;
 357     unsigned int left_samples_available;
 358     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
 359
 360     /**
 361      * non zero coeff count cache.
 362      * is 64 if not available.
 363      */
 364     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
 365
 366     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 367
 368     /**
 369      * Motion vector cache.
 370      */
 371     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
 372     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
 373 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
 374 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 375
 376     /**
 377      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 378      */
 379     int neighbor_transform_size;
 380
 381     /**
 382      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 383      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 384      */
 385     int block_offset[2 * (16 * 3)];
 386
 387     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
 388     uint32_t *mb2br_xy;
 389     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
 390
 391     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
 392     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
 393
 394     SPS sps; ///< current sps
 395     PPS pps; ///< current pps
 396
 397     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
 398     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
 399     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
 400     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
 401
 402     int slice_num;
 403     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 404     int slice_type;
 405     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 406     int slice_type_fixed;
 407
 408     // interlacing specific flags
 409     int mb_aff_frame;
 410     int mb_field_decoding_flag;
 411     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 412     int picture_structure;
 413     int first_field;
 414
 415     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 416
 417     // Weighted pred stuff
 418     int use_weight;
 419     int use_weight_chroma;
 420     int luma_log2_weight_denom;
 421     int chroma_log2_weight_denom;
 422     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 423     int luma_weight[48][2][2];
 424     int chroma_weight[48][2][2][2];
 425     int implicit_weight[48][48][2];
 426
 427     int direct_spatial_mv_pred;
 428     int col_parity;
 429     int col_fieldoff;
 430     int dist_scale_factor[32];
 431     int dist_scale_factor_field[2][32];
 432     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 433     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 434
 435     /**
 436      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 437      */
 438     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 439     unsigned int list_count;
 440     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 441     H264Picture ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 442                                          *   Reordered version of default_ref_list
 443                                          *   according to picture reordering in slice header */
 444     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 445
 446     // data partitioning
 447     GetBitContext intra_gb;
 448     GetBitContext inter_gb;
 449     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 450     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 451
 452     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
 453     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.
 454     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 455     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
 456
 457     /**
 458      * Cabac
 459      */
 460     CABACContext cabac;
 461     uint8_t cabac_state[1024];
 462
 463     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 464     uint16_t *cbp_table;
 465     int cbp;
 466     int top_cbp;
 467     int left_cbp;
 468     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 469     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 470     int last_qscale_diff;
 471     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 472     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 473     uint8_t *direct_table;
 474     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 475
 476     uint8_t zigzag_scan[16];
 477     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 478     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 479     uint8_t field_scan[16];
 480     uint8_t field_scan8x8[64];
 481     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 482     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
 483     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
 484     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
 485     const uint8_t *field_scan_q0;
 486     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
 487     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
 488
 489     int x264_build;
 490
 491     int mb_x, mb_y;
 492     int resync_mb_x;
 493     int resync_mb_y;
 494     int mb_skip_run;
 495     int mb_height, mb_width;
 496     int mb_stride;
 497     int mb_num;
 498     int mb_xy;
 499
 500     int is_complex;
 501
 502     // deblock
 503     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 504     int slice_alpha_c0_offset;
 505     int slice_beta_offset;
 506
 507     // =============================================================
 508     // Things below are not used in the MB or more inner code
 509
 510     int nal_ref_idc;
 511     int nal_unit_type;
 512     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 513     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 514
 515     /**
 516      * Used to parse AVC variant of h264
 517      */
 518     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 519     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 520     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 521
 522     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
 523     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
 524
 525     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 526     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 527
 528     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
 529
 530     uint16_t *slice_table_base;
 531
 532     // POC stuff
 533     int poc_lsb;
 534     int poc_msb;
 535     int delta_poc_bottom;
 536     int delta_poc[2];
 537     int frame_num;
 538     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 539     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 540     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
 541     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
 542     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 543
 544     /**
 545      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
 546      */
 547     int curr_pic_num;
 548
 549     /**
 550      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
 551      */
 552     int max_pic_num;
 553
 554     int redundant_pic_count;
 555
 556     H264Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 557     H264Picture *short_ref[32];
 558     H264Picture *long_ref[32];
 559     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 560     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 561     H264Picture *next_output_pic;
 562     int outputed_poc;
 563     int next_outputed_poc;
 564
 565     /**
 566      * memory management control operations buffer.
 567      */
 568     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 569     int mmco_index;
 570     int mmco_reset;
 571
 572     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 573     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 574
 575     int cabac_init_idc;
 576
 577     /**
 578      * @name Members for slice based multithreading
 579      * @{
 580      */
 581     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 582
 583     /**
 584      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
 585      */
 586     int current_slice;
 587
 588     /**
 589      * Max number of threads / contexts.
 590      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 591      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 592      * reduced to 1.
 593      */
 594     int max_contexts;
 595
 596     int slice_context_count;
 597
 598     /**
 599      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 600      *  displayed, 0 otherwise.
 601      */
 602     int single_decode_warning;
 603
 604     enum AVPictureType pict_type;
 605
 606     int last_slice_type;
 607     /** @} */
 608
 609     /**
 610      * pic_struct in picture timing SEI message
 611      */
 612     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 613
 614     /**
 615      * Complement sei_pic_struct
 616      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 617      * However, soft telecined frames may have these values.
 618      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 619      */
 620     int prev_interlaced_frame;
 621
 622     /**
 623      * frame_packing_arrangment SEI message
 624      */
 625     int sei_frame_packing_present;
 626     int frame_packing_arrangement_type;
 627     int content_interpretation_type;
 628     int quincunx_subsampling;
 629
 630     /**
 631      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 632      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 633      * interlaced).
 634      */
 635     int sei_ct_type;
 636
 637     /**
 638      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 639      */
 640     int sei_dpb_output_delay;
 641
 642     /**
 643      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 644      */
 645     int sei_cpb_removal_delay;
 646
 647     /**
 648      * recovery_frame_cnt from SEI message
 649      *
 650      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 651      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 652      * frames.
 653      */
 654     int sei_recovery_frame_cnt;
 655
 656     /**
 657      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 658      * be fully constructed.
 659      *
 660      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 661      */
 662     int recovery_frame;
 663
 664 /**
 665  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
 666  * decodable.
 667  */
 668 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
 669 /**
 670  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
 671  * so all the following frames in presentation order are correct.
 672  */
 673 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
 674
 675     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
 676
 677     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 678     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 679
 680     // Timestamp stuff
 681     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
 682     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
 683
 684     int cur_chroma_format_idc;
 685     uint8_t *bipred_scratchpad;
 686     uint8_t *edge_emu_buffer;
 687     int16_t *dc_val_base;
 688
 689     AVBufferPool *qscale_table_pool;
 690     AVBufferPool *mb_type_pool;
 691     AVBufferPool *motion_val_pool;
 692     AVBufferPool *ref_index_pool;
 693 } H264Context;
 694
 695 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[3][QP_MAX_NUM + 1]; ///< One chroma qp table for each supported bit depth (8, 9, 10).
 696 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 697
 698 /**
 699  * Decode SEI
 700  */
 701 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 702
 703 /**
 704  * Decode SPS
 705  */
 706 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 707
 708 /**
 709  * compute profile from sps
 710  */
 711 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 712
 713 /**
 714  * Decode PPS
 715  */
 716 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 717
 718 /**
 719  * Decode a network abstraction layer unit.
 720  * @param consumed is the number of bytes used as input
 721  * @param length is the length of the array
 722  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
 723  *                   or a decode rbsp tailing?
 724  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 725  */
 726 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
 727                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
 728
 729 /**
 730  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
 731  * like SPS, PPS etc.
 732  */
 733 void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 734
 735 /**
 736  * Reconstruct bitstream slice_type.
 737  */
 738 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 739
 740 /**
 741  * Allocate tables.
 742  * needs width/height
 743  */
 744 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 745
 746 /**
 747  * Fill the default_ref_list.
 748  */
 749 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 750
 751 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 752 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 753 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 754
 755 /**
 756  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 757  */
 758 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 759
 760 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
 761                                    int first_slice);
 762
 763 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
 764
 765 /**
 766  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 767  * dc mode so it only uses the available blocks.
 768  */
 769 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 770
 771 /**
 772  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 773  * dc mode so it only uses the available blocks.
 774  */
 775 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
 776
 777 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 778 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
 779 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 780 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 781
 782 /**
 783  * Decode a macroblock
 784  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 785  */
 786 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 787
 788 /**
 789  * Decode a CABAC coded macroblock
 790  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 791  */
 792 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 793
 794 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 795
 796 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
 797 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
 798 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
 799
 800 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 801                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 802                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 803 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 804                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 805                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 806
 807 /**
 808  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 809  *
 810  * @param h H.264 context.
 811  */
 812 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 813
 814 /*
 815  * o-o o-o
 816  *  / / /
 817  * o-o o-o
 818  *  ,---'
 819  * o-o o-o
 820  *  / / /
 821  * o-o o-o
 822  */
 823
 824 /* Scan8 organization:
 825  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 826  * 0  DY    y y y y y
 827  * 1        y Y Y Y Y
 828  * 2        y Y Y Y Y
 829  * 3        y Y Y Y Y
 830  * 4        y Y Y Y Y
 831  * 5  DU    u u u u u
 832  * 6        u U U U U
 833  * 7        u U U U U
 834  * 8        u U U U U
 835  * 9        u U U U U
 836  * 10 DV    v v v v v
 837  * 11       v V V V V
 838  * 12       v V V V V
 839  * 13       v V V V V
 840  * 14       v V V V V
 841  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 842  */
 843
 844 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 845 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 846
 847 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 848 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
 849     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
 850     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
 851     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
 852     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
 853     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
 854     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
 855     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
 856     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
 857     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
 858     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
 859     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
 860     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
 861     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
 862 };
 863
 864 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
 865 {
 866 #if HAVE_BIGENDIAN
 867     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
 868 #else
 869     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
 870 #endif
 871 }
 872
 873 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
 874 {
 875 #if HAVE_BIGENDIAN
 876     return (b & 0xFF) + (a << 8);
 877 #else
 878     return (a & 0xFF) + (b << 8);
 879 #endif
 880 }
 881
 882 /**
 883  * Get the chroma qp.
 884  */
 885 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
 886 {
 887     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 888 }
 889
 890 /**
 891  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 892  */
 893 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
 894 {
 895     const int index8 = scan8[n];
 896     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 897     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 898     const int min    = FFMIN(left, top);
 899
 900     tprintf(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
 901
 902     if (min < 0)
 903         return DC_PRED;
 904     else
 905         return min;
 906 }
 907
 908 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
 909 {
 910     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 911     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
 912
 913     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
 914     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
 915     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
 916     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
 917 }
 918
 919 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
 920 {
 921     const int mb_xy    = h->mb_xy;
 922     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
 923     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 924
 925     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
 926     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
 927     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
 928     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
 929     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
 930     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
 931     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
 932     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
 933
 934     if (!h->chroma_y_shift) {
 935         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
 936         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
 937         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
 938         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
 939     }
 940 }
 941
 942 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
 943                                                     int b_stride,
 944                                                     int b_xy, int b8_xy,
 945                                                     int mb_type, int list)
 946 {
 947     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
 948     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 949     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
 950     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
 951     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
 952     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
 953     if (CABAC(h)) {
 954         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
 955                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 956         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 957         if (IS_SKIP(mb_type)) {
 958             AV_ZERO128(mvd_dst);
 959         } else {
 960             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
 961             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
 962             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
 963             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
 964         }
 965     }
 966
 967     {
 968         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
 969         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 970         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
 971         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
 972         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
 973         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
 974     }
 975 }
 976
 977 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
 978 {
 979     const int b_stride      = h->b_stride;
 980     const int b_xy  = 4 * h->mb_x + 4 * h->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
 981     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
 982
 983     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
 984         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 985     } else {
 986         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
 987                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 988     }
 989     if (USES_LIST(mb_type, 1))
 990         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 991
 992     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
 993         if (IS_8X8(mb_type)) {
 994             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
 995             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
 996             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
 997             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
 998         }
 999     }
1000 }
1001
1002 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
1003 {
1004     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
1005         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
1006                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
1007                   0x0001000100010001ULL));
1008     else
1009         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
1010                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
1011                   0x0001000100010001ULL));
1012 }
1013
1014 void ff_h264_draw_horiz_band(H264Context *h, int y, int height);
1015 int ff_init_poc(H264Context *h, int pic_field_poc[2], int *pic_poc);
1016 int ff_pred_weight_table(H264Context *h);
1017 int ff_set_ref_count(H264Context *h);
1018
1019 #endif /* AVCODEC_H264_H */