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

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_H264_H
  29 #define AVCODEC_H264_H
  30
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "cabac.h"
  33 #include "mpegvideo.h"
  34 #include "h264dsp.h"
  35 #include "h264pred.h"
  36 #include "rectangle.h"
  37
  38 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
  39 #define mb_intra       mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
  40
  41 #define MAX_SPS_COUNT          32
  42 #define MAX_PPS_COUNT         256
  43
  44 #define MAX_MMCO_COUNT         66
  45
  46 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
  47
  48 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
  49
  50 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  51  * of progressive decoding by about 2%. */
  52 #define ALLOW_INTERLACE
  53
  54 #define FMO 0
  55
  56 /**
  57  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  58  * must be a power of 2
  59  */
  60 #define MAX_SLICES 16
  61
  62 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  63 #define MB_MBAFF    h->mb_mbaff
  64 #define MB_FIELD    h->mb_field_decoding_flag
  65 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  66 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
  67 #define LEFT_MBS 2
  68 #define LTOP     0
  69 #define LBOT     1
  70 #define LEFT(i)  (i)
  71 #else
  72 #define MB_MBAFF      0
  73 #define MB_FIELD      0
  74 #define FRAME_MBAFF   0
  75 #define FIELD_PICTURE 0
  76 #undef  IS_INTERLACED
  77 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  78 #define LEFT_MBS 1
  79 #define LTOP     0
  80 #define LBOT     0
  81 #define LEFT(i)  0
  82 #endif
  83 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  84
  85 #ifndef CABAC
  86 #define CABAC h->pps.cabac
  87 #endif
  88
  89 #define CHROMA    (h->sps.chroma_format_idc)
  90 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  91 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  92
  93 #define EXTENDED_SAR       255
  94
  95 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
  96 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  97 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
  98 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
  99
 100 #define QP_MAX_NUM (51 + 6*6)           // The maximum supported qp
 101
 102 /* NAL unit types */
 103 enum {
 104     NAL_SLICE = 1,
 105     NAL_DPA,
 106     NAL_DPB,
 107     NAL_DPC,
 108     NAL_IDR_SLICE,
 109     NAL_SEI,
 110     NAL_SPS,
 111     NAL_PPS,
 112     NAL_AUD,
 113     NAL_END_SEQUENCE,
 114     NAL_END_STREAM,
 115     NAL_FILLER_DATA,
 116     NAL_SPS_EXT,
 117     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
 118     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
 119 };
 120
 121 /**
 122  * SEI message types
 123  */
 124 typedef enum {
 125     SEI_BUFFERING_PERIOD            = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 126     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
 127     SEI_TYPE_USER_DATA_ITU_T_T35    = 4,   ///< user data registered by ITU-T Recommendation T.35
 128     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
 129     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6    ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 130 } SEI_Type;
 131
 132 /**
 133  * pic_struct in picture timing SEI message
 134  */
 135 typedef enum {
 136     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 137     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 138     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 139     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 140     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 141     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 142     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 143     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 144     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 145 } SEI_PicStructType;
 146
 147 /**
 148  * Sequence parameter set
 149  */
 150 typedef struct SPS {
 151     int profile_idc;
 152     int level_idc;
 153     int chroma_format_idc;
 154     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 155     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 156     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 157     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 158     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 159     int offset_for_non_ref_pic;
 160     int offset_for_top_to_bottom_field;
 161     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 162     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 163     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 164     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 165     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 166     int frame_mbs_only_flag;
 167     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
 168     int direct_8x8_inference_flag;
 169     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
 170     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 171     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 172     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 173     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 174     int vui_parameters_present_flag;
 175     AVRational sar;
 176     int video_signal_type_present_flag;
 177     int full_range;
 178     int colour_description_present_flag;
 179     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 180     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 181     enum AVColorSpace colorspace;
 182     int timing_info_present_flag;
 183     uint32_t num_units_in_tick;
 184     uint32_t time_scale;
 185     int fixed_frame_rate_flag;
 186     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
 187     int bitstream_restriction_flag;
 188     int num_reorder_frames;
 189     int scaling_matrix_present;
 190     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 191     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 192     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 193     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 194     int pic_struct_present_flag;
 195     int time_offset_length;
 196     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
 197     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 198     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 199     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 200     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 201     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 202     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
 203     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
 204     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
 205 } SPS;
 206
 207 /**
 208  * Picture parameter set
 209  */
 210 typedef struct PPS {
 211     unsigned int sps_id;
 212     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 213     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 214     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 215     int mb_slice_group_map_type;
 216     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 217     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 218     int weighted_bipred_idc;
 219     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 220     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 221     int chroma_qp_index_offset[2];
 222     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 223     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
 224     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 225     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
 226     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 227     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 228     uint8_t chroma_qp_table[2][QP_MAX_NUM+1];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 229     int chroma_qp_diff;
 230 } PPS;
 231
 232 /**
 233  * Memory management control operation opcode.
 234  */
 235 typedef enum MMCOOpcode {
 236     MMCO_END = 0,
 237     MMCO_SHORT2UNUSED,
 238     MMCO_LONG2UNUSED,
 239     MMCO_SHORT2LONG,
 240     MMCO_SET_MAX_LONG,
 241     MMCO_RESET,
 242     MMCO_LONG,
 243 } MMCOOpcode;
 244
 245 /**
 246  * Memory management control operation.
 247  */
 248 typedef struct MMCO {
 249     MMCOOpcode opcode;
 250     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 251     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 252 } MMCO;
 253
 254 /**
 255  * H264Context
 256  */
 257 typedef struct H264Context {
 258     MpegEncContext s;
 259     H264DSPContext h264dsp;
 260     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 261     int chroma_qp[2];   // QPc
 262
 263     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 264
 265     int prev_mb_skipped;
 266     int next_mb_skipped;
 267
 268     // prediction stuff
 269     int chroma_pred_mode;
 270     int intra16x16_pred_mode;
 271
 272     int topleft_mb_xy;
 273     int top_mb_xy;
 274     int topright_mb_xy;
 275     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 276
 277     int topleft_type;
 278     int top_type;
 279     int topright_type;
 280     int left_type[LEFT_MBS];
 281
 282     const uint8_t *left_block;
 283     int topleft_partition;
 284
 285     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
 286     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 287     H264PredContext hpc;
 288     unsigned int topleft_samples_available;
 289     unsigned int top_samples_available;
 290     unsigned int topright_samples_available;
 291     unsigned int left_samples_available;
 292     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
 293
 294     /**
 295      * non zero coeff count cache.
 296      * is 64 if not available.
 297      */
 298     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
 299
 300     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 301
 302     /**
 303      * Motion vector cache.
 304      */
 305     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
 306     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
 307 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
 308 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 309
 310     /**
 311      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 312      */
 313     int neighbor_transform_size;
 314
 315     /**
 316      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 317      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 318      */
 319     int block_offset[2 * (16 * 3)];
 320
 321     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
 322     uint32_t *mb2br_xy;
 323     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
 324
 325     int mb_linesize;    ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
 326     int mb_uvlinesize;
 327
 328     int emu_edge_width;
 329     int emu_edge_height;
 330
 331     unsigned current_sps_id; ///< id of the current SPS
 332     SPS sps; ///< current sps
 333
 334     /**
 335      * current pps
 336      */
 337     PPS pps; // FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 338
 339     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
 340     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
 341     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
 342     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
 343
 344     int slice_num;
 345     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 346     int slice_type;
 347     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 348     int slice_type_fixed;
 349
 350     // interlacing specific flags
 351     int mb_aff_frame;
 352     int mb_field_decoding_flag;
 353     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 354
 355     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 356
 357     // Weighted pred stuff
 358     int use_weight;
 359     int use_weight_chroma;
 360     int luma_log2_weight_denom;
 361     int chroma_log2_weight_denom;
 362     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 363     int luma_weight[48][2][2];
 364     int chroma_weight[48][2][2][2];
 365     int implicit_weight[48][48][2];
 366
 367     int direct_spatial_mv_pred;
 368     int col_parity;
 369     int col_fieldoff;
 370     int dist_scale_factor[32];
 371     int dist_scale_factor_field[2][32];
 372     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 373     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 374
 375     /**
 376      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 377      */
 378     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 379     unsigned int list_count;
 380     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 381     Picture ref_list[2][48];            /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 382                                          *   Reordered version of default_ref_list
 383                                          *   according to picture reordering in slice header */
 384     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 385
 386     // data partitioning
 387     GetBitContext intra_gb;
 388     GetBitContext inter_gb;
 389     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 390     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 391
 392     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.
 393     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 394     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
 395
 396     /**
 397      * Cabac
 398      */
 399     CABACContext cabac;
 400     uint8_t cabac_state[1024];
 401
 402     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 403     uint16_t *cbp_table;
 404     int cbp;
 405     int top_cbp;
 406     int left_cbp;
 407     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 408     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 409     int last_qscale_diff;
 410     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 411     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 412     uint8_t *direct_table;
 413     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 414
 415     uint8_t zigzag_scan[16];
 416     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 417     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 418     uint8_t field_scan[16];
 419     uint8_t field_scan8x8[64];
 420     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 421     uint8_t zigzag_scan_q0[16];
 422     uint8_t zigzag_scan8x8_q0[64];
 423     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc_q0[64];
 424     uint8_t field_scan_q0[16];
 425     uint8_t field_scan8x8_q0[64];
 426     uint8_t field_scan8x8_cavlc_q0[64];
 427
 428     int x264_build;
 429
 430     int mb_xy;
 431
 432     int is_complex;
 433
 434     // deblock
 435     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 436     int slice_alpha_c0_offset;
 437     int slice_beta_offset;
 438
 439     // =============================================================
 440     // Things below are not used in the MB or more inner code
 441
 442     int nal_ref_idc;
 443     int nal_unit_type;
 444     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 445     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 446
 447     /**
 448      * Used to parse AVC variant of h264
 449      */
 450     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 451     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 452     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 453
 454     int context_reinitialized;
 455
 456     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 457     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 458
 459     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
 460
 461     uint16_t *slice_table_base;
 462
 463     // POC stuff
 464     int poc_lsb;
 465     int poc_msb;
 466     int delta_poc_bottom;
 467     int delta_poc[2];
 468     int frame_num;
 469     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 470     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 471     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
 472     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
 473     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 474
 475     /**
 476      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
 477      */
 478     int curr_pic_num;
 479
 480     /**
 481      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
 482      */
 483     int max_pic_num;
 484
 485     int redundant_pic_count;
 486
 487     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 488     Picture *short_ref[32];
 489     Picture *long_ref[32];
 490     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 491     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 492     Picture *next_output_pic;
 493     int outputed_poc;
 494     int next_outputed_poc;
 495
 496     /**
 497      * memory management control operations buffer.
 498      */
 499     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 500     int mmco_index;
 501     int mmco_reset;
 502
 503     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 504     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 505
 506     int cabac_init_idc;
 507
 508     /**
 509      * @name Members for slice based multithreading
 510      * @{
 511      */
 512     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 513
 514     /**
 515      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
 516      */
 517     int current_slice;
 518
 519     /**
 520      * Max number of threads / contexts.
 521      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 522      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 523      * reduced to 1.
 524      */
 525     int max_contexts;
 526
 527     /**
 528      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 529      *  displayed, 0 otherwise.
 530      */
 531     int single_decode_warning;
 532
 533     int last_slice_type;
 534     /** @} */
 535
 536     /**
 537      * pic_struct in picture timing SEI message
 538      */
 539     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 540
 541     /**
 542      * Complement sei_pic_struct
 543      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 544      * However, soft telecined frames may have these values.
 545      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 546      */
 547     int prev_interlaced_frame;
 548
 549     /**
 550      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 551      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 552      * interlaced).
 553      */
 554     int sei_ct_type;
 555
 556     /**
 557      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 558      */
 559     int sei_dpb_output_delay;
 560
 561     /**
 562      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 563      */
 564     int sei_cpb_removal_delay;
 565
 566     /**
 567      * recovery_frame_cnt from SEI message
 568      *
 569      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 570      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 571      * frames.
 572      */
 573     int sei_recovery_frame_cnt;
 574     /**
 575      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 576      * be fully constructed.
 577      *
 578      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 579      */
 580     int recovery_frame;
 581
 582     /**
 583      * Are the SEI recovery points looking valid.
 584      */
 585     int valid_recovery_point;
 586
 587     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 588     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 589
 590     // Timestamp stuff
 591     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
 592     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
 593
 594     int cur_chroma_format_idc;
 595     uint8_t *bipred_scratchpad;
 596
 597     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
 598
 599     int sync;                      ///< did we had a keyframe or recovery point
 600
 601     uint8_t parse_history[4];
 602     int parse_history_count;
 603     int parse_last_mb;
 604 } H264Context;
 605
 606 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[7][QP_MAX_NUM + 1]; ///< One chroma qp table for each possible bit depth (8-14).
 607 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 608
 609 /**
 610  * Decode SEI
 611  */
 612 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 613
 614 /**
 615  * Decode SPS
 616  */
 617 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 618
 619 /**
 620  * compute profile from sps
 621  */
 622 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 623
 624 /**
 625  * Decode PPS
 626  */
 627 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 628
 629 /**
 630  * Decode a network abstraction layer unit.
 631  * @param consumed is the number of bytes used as input
 632  * @param length is the length of the array
 633  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
 634  *                   or a decode rbsp tailing?
 635  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 636  */
 637 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
 638                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
 639
 640 /**
 641  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
 642  * like SPS, PPS etc.
 643  */
 644 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 645
 646 /**
 647  * Reconstruct bitstream slice_type.
 648  */
 649 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 650
 651 /**
 652  * Allocate tables.
 653  * needs width/height
 654  */
 655 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 656
 657 /**
 658  * Fill the default_ref_list.
 659  */
 660 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 661
 662 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 663 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 664 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 665
 666 /**
 667  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 668  */
 669 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 670
 671 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
 672                                    int first_slice);
 673
 674 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
 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 */