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