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 "dsputil.h"
  33 #include "cabac.h"
  34 #include "mpegvideo.h"
  35 #include "h264dsp.h"
  36 #include "h264pred.h"
  37 #include "rectangle.h"
  38
  39 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
  40 #define mb_intra mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
  41
  42 #define MAX_SPS_COUNT 32
  43 #define MAX_PPS_COUNT 256
  44
  45 #define MAX_MMCO_COUNT 66
  46
  47 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT 16
  48
  49 /* 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->mb_mbaff
  63 #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
  64 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  65 #define FIELD_PICTURE (s->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 0
  72 #define MB_FIELD 0
  73 #define FRAME_MBAFF 0
  74 #define FIELD_PICTURE 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 (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  83
  84 #ifndef CABAC
  85 #define CABAC h->pps.cabac
  86 #endif
  87
  88 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  89 #define CHROMA444 (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 /**
  99  * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
 100  * is held for delayed output.
 101  */
 102 #define DELAYED_PIC_REF 4
 103
 104 #define QP_MAX_NUM (51 + 2*6)           // The maximum supported qp
 105
 106 /* NAL unit types */
 107 enum {
 108     NAL_SLICE=1,
 109     NAL_DPA,
 110     NAL_DPB,
 111     NAL_DPC,
 112     NAL_IDR_SLICE,
 113     NAL_SEI,
 114     NAL_SPS,
 115     NAL_PPS,
 116     NAL_AUD,
 117     NAL_END_SEQUENCE,
 118     NAL_END_STREAM,
 119     NAL_FILLER_DATA,
 120     NAL_SPS_EXT,
 121     NAL_AUXILIARY_SLICE=19
 122 };
 123
 124 /**
 125  * SEI message types
 126  */
 127 typedef enum {
 128     SEI_BUFFERING_PERIOD             =  0, ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 129     SEI_TYPE_PIC_TIMING              =  1, ///< picture timing
 130     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED  =  5, ///< unregistered user data
 131     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT          =  6  ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 132 } SEI_Type;
 133
 134 /**
 135  * pic_struct in picture timing SEI message
 136  */
 137 typedef enum {
 138     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 139     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 140     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 141     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 142     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 143     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 144     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 145     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 146     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 147 } SEI_PicStructType;
 148
 149 /**
 150  * Sequence parameter set
 151  */
 152 typedef struct SPS{
 153
 154     int profile_idc;
 155     int level_idc;
 156     int chroma_format_idc;
 157     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 158     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 159     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 160     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 161     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 162     int offset_for_non_ref_pic;
 163     int offset_for_top_to_bottom_field;
 164     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 165     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 166     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 167     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 168     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 169     int frame_mbs_only_flag;
 170     int mb_aff;                        ///<mb_adaptive_frame_field_flag
 171     int direct_8x8_inference_flag;
 172     int crop;                   ///< frame_cropping_flag
 173     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 174     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 175     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 176     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 177     int vui_parameters_present_flag;
 178     AVRational sar;
 179     int video_signal_type_present_flag;
 180     int full_range;
 181     int colour_description_present_flag;
 182     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 183     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 184     enum AVColorSpace colorspace;
 185     int timing_info_present_flag;
 186     uint32_t num_units_in_tick;
 187     uint32_t time_scale;
 188     int fixed_frame_rate_flag;
 189     short offset_for_ref_frame[256]; //FIXME dyn aloc?
 190     int bitstream_restriction_flag;
 191     int num_reorder_frames;
 192     int scaling_matrix_present;
 193     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 194     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 195     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 196     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 197     int pic_struct_present_flag;
 198     int time_offset_length;
 199     int cpb_cnt;                       ///< See H.264 E.1.2
 200     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 +1
 201     int cpb_removal_delay_length;      ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 202     int dpb_output_delay_length;       ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 203     int bit_depth_luma;                ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 204     int bit_depth_chroma;              ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 205     int residual_color_transform_flag; ///< residual_colour_transform_flag
 206     int constraint_set_flags;          ///< constraint_set[0-3]_flag
 207 }SPS;
 208
 209 /**
 210  * Picture parameter set
 211  */
 212 typedef struct PPS{
 213     unsigned int sps_id;
 214     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 215     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 216     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 217     int mb_slice_group_map_type;
 218     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 219     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 220     int weighted_bipred_idc;
 221     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 222     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 223     int chroma_qp_index_offset[2];
 224     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 225     int constrained_intra_pred; ///< constrained_intra_pred_flag
 226     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 227     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
 228     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 229     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 230     uint8_t chroma_qp_table[2][64];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 231     int chroma_qp_diff;
 232 }PPS;
 233
 234 /**
 235  * Memory management control operation opcode.
 236  */
 237 typedef enum MMCOOpcode{
 238     MMCO_END=0,
 239     MMCO_SHORT2UNUSED,
 240     MMCO_LONG2UNUSED,
 241     MMCO_SHORT2LONG,
 242     MMCO_SET_MAX_LONG,
 243     MMCO_RESET,
 244     MMCO_LONG,
 245 } MMCOOpcode;
 246
 247 /**
 248  * Memory management control operation.
 249  */
 250 typedef struct MMCO{
 251     MMCOOpcode opcode;
 252     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 253     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 254 } MMCO;
 255
 256 /**
 257  * H264Context
 258  */
 259 typedef struct H264Context{
 260     MpegEncContext s;
 261     H264DSPContext h264dsp;
 262     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 263     int chroma_qp[2]; //QPc
 264
 265     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 266
 267     int prev_mb_skipped;
 268     int next_mb_skipped;
 269
 270     //prediction stuff
 271     int chroma_pred_mode;
 272     int intra16x16_pred_mode;
 273
 274     int topleft_mb_xy;
 275     int top_mb_xy;
 276     int topright_mb_xy;
 277     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 278
 279     int topleft_type;
 280     int top_type;
 281     int topright_type;
 282     int left_type[LEFT_MBS];
 283
 284     const uint8_t * left_block;
 285     int topleft_partition;
 286
 287     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
 288     int8_t (*intra4x4_pred_mode);
 289     H264PredContext hpc;
 290     unsigned int topleft_samples_available;
 291     unsigned int top_samples_available;
 292     unsigned int topright_samples_available;
 293     unsigned int left_samples_available;
 294     uint8_t (*top_borders[2])[(16*3)*2];
 295
 296     /**
 297      * non zero coeff count cache.
 298      * is 64 if not available.
 299      */
 300     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15*8];
 301
 302     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 303
 304     /**
 305      * Motion vector cache.
 306      */
 307     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5*8][2];
 308     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5*8];
 309 #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
 310 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 311
 312     /**
 313      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 314      */
 315     int neighbor_transform_size;
 316
 317     /**
 318      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 319      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 320      */
 321     int block_offset[2*(16*3)];
 322
 323     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
 324     uint32_t *mb2br_xy;
 325     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
 326
 327     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
 328     int mb_uvlinesize;
 329
 330     int emu_edge_width;
 331     int emu_edge_height;
 332
 333     SPS sps; ///< current sps
 334
 335     /**
 336      * current pps
 337      */
 338     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 339
 340     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][16]; //FIXME should these be moved down?
 341     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][64];
 342     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
 343     uint32_t (*dequant8_coeff[6])[64];
 344
 345     int slice_num;
 346     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 347     int slice_type;
 348     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 349     int slice_type_fixed;
 350
 351     //interlacing specific flags
 352     int mb_aff_frame;
 353     int mb_field_decoding_flag;
 354     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 355
 356     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 357
 358     //Weighted pred stuff
 359     int use_weight;
 360     int use_weight_chroma;
 361     int luma_log2_weight_denom;
 362     int chroma_log2_weight_denom;
 363     //The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 364     int luma_weight[48][2][2];
 365     int chroma_weight[48][2][2][2];
 366     int implicit_weight[48][48][2];
 367
 368     int direct_spatial_mv_pred;
 369     int col_parity;
 370     int col_fieldoff;
 371     int dist_scale_factor[16];
 372     int dist_scale_factor_field[2][32];
 373     int map_col_to_list0[2][16+32];
 374     int map_col_to_list0_field[2][2][16+32];
 375
 376     /**
 377      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 378      */
 379     unsigned int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 380     unsigned int list_count;
 381     uint8_t *list_counts;            ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 382     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 383                                           Reordered version of default_ref_list
 384                                           according to picture reordering in slice header */
 385     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 386
 387     //data partitioning
 388     GetBitContext intra_gb;
 389     GetBitContext inter_gb;
 390     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 391     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 392
 393     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb)[16*48*2]; ///< as a dct coeffecient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
 394     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb_luma_dc)[3][16*2];
 395     DCTELEM mb_padding[256*2];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
 396
 397     /**
 398      * Cabac
 399      */
 400     CABACContext cabac;
 401     uint8_t      cabac_state[1024];
 402
 403     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
 404     uint16_t     *cbp_table;
 405     int cbp;
 406     int top_cbp;
 407     int left_cbp;
 408     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 409     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
 410     int         last_qscale_diff;
 411     uint8_t     (*mvd_table[2])[2];
 412     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5*8][2];
 413     uint8_t     *direct_table;
 414     uint8_t     direct_cache[5*8];
 415
 416     uint8_t zigzag_scan[16];
 417     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 418     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 419     uint8_t field_scan[16];
 420     uint8_t field_scan8x8[64];
 421     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 422     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
 423     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
 424     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
 425     const uint8_t *field_scan_q0;
 426     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
 427     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
 428
 429     int x264_build;
 430
 431     int mb_xy;
 432
 433     int is_complex;
 434
 435     //deblock
 436     int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
 437     int slice_alpha_c0_offset;
 438     int slice_beta_offset;
 439
 440 //=============================================================
 441     //Things below are not used in the MB or more inner code
 442
 443     int nal_ref_idc;
 444     int nal_unit_type;
 445     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 446     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 447
 448     /**
 449      * Used to parse AVC variant of h264
 450      */
 451     int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 452     int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 453     int got_first; ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 454
 455     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 456     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 457
 458     int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
 459
 460     uint16_t *slice_table_base;
 461
 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 *short_ref[32];
 488     Picture *long_ref[32];
 489     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 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 initalize 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     int luma_weight_flag[2];   ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 576     int chroma_weight_flag[2]; ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 577
 578     // Timestamp stuff
 579     int sei_buffering_period_present;  ///< Buffering period SEI flag
 580     int initial_cpb_removal_delay[32]; ///< Initial timestamps for CPBs
 581
 582     int cur_chroma_format_idc;
 583 }H264Context;
 584
 585
 586 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).
 587
 588 /**
 589  * Decode SEI
 590  */
 591 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 592
 593 /**
 594  * Decode SPS
 595  */
 596 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 597
 598 /**
 599  * compute profile from sps
 600  */
 601 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 602
 603 /**
 604  * Decode PPS
 605  */
 606 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 607
 608 /**
 609  * Decode a network abstraction layer unit.
 610  * @param consumed is the number of bytes used as input
 611  * @param length is the length of the array
 612  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here or a decode rbsp tailing?
 613  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 614  */
 615 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src, int *dst_length, int *consumed, int length);
 616
 617 /**
 618  * Free any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
 619  */
 620 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 621
 622 /**
 623  * Reconstruct bitstream slice_type.
 624  */
 625 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 626
 627 /**
 628  * Allocate tables.
 629  * needs width/height
 630  */
 631 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 632
 633 /**
 634  * Fill the default_ref_list.
 635  */
 636 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 637
 638 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 639 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 640 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 641
 642 /**
 643  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 644  */
 645 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 646
 647 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb);
 648
 649 void ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h);
 650
 651
 652 /**
 653  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
 654  */
 655 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 656
 657 /**
 658  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
 659  */
 660 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode);
 661
 662 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 663 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
 664 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
 665 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 666 av_cold int ff_h264_decode_end(AVCodecContext *avctx);
 667 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 668
 669 /**
 670  * Decode a macroblock
 671  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
 672  */
 673 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 674
 675 /**
 676  * Decode a CABAC coded macroblock
 677  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
 678  */
 679 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 680
 681 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 682
 683 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context * const h);
 684 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context * const h);
 685 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context * const h, int *mb_type);
 686
 687 void ff_h264_filter_mb_fast( H264Context *h, int mb_x, int mb_y, uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr, unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 688 void ff_h264_filter_mb( H264Context *h, int mb_x, int mb_y, uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr, unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 689
 690 /**
 691  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 692  *
 693  * @param h H.264 context.
 694  */
 695 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 696
 697
 698 /*
 699 o-o o-o
 700  / / /
 701 o-o o-o
 702  ,---'
 703 o-o o-o
 704  / / /
 705 o-o o-o
 706 */
 707
 708 /* Scan8 organization:
 709  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 710  * 0  DY    y y y y y
 711  * 1        y Y Y Y Y
 712  * 2        y Y Y Y Y
 713  * 3        y Y Y Y Y
 714  * 4        y Y Y Y Y
 715  * 5  DU    u u u u u
 716  * 6        u U U U U
 717  * 7        u U U U U
 718  * 8        u U U U U
 719  * 9        u U U U U
 720  * 10 DV    v v v v v
 721  * 11       v V V V V
 722  * 12       v V V V V
 723  * 13       v V V V V
 724  * 14       v V V V V
 725  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 726  */
 727
 728 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 729 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 730
 731 //This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 732 static const uint8_t scan8[16*3 + 3]={
 733  4+ 1*8, 5+ 1*8, 4+ 2*8, 5+ 2*8,
 734  6+ 1*8, 7+ 1*8, 6+ 2*8, 7+ 2*8,
 735  4+ 3*8, 5+ 3*8, 4+ 4*8, 5+ 4*8,
 736  6+ 3*8, 7+ 3*8, 6+ 4*8, 7+ 4*8,
 737  4+ 6*8, 5+ 6*8, 4+ 7*8, 5+ 7*8,
 738  6+ 6*8, 7+ 6*8, 6+ 7*8, 7+ 7*8,
 739  4+ 8*8, 5+ 8*8, 4+ 9*8, 5+ 9*8,
 740  6+ 8*8, 7+ 8*8, 6+ 9*8, 7+ 9*8,
 741  4+11*8, 5+11*8, 4+12*8, 5+12*8,
 742  6+11*8, 7+11*8, 6+12*8, 7+12*8,
 743  4+13*8, 5+13*8, 4+14*8, 5+14*8,
 744  6+13*8, 7+13*8, 6+14*8, 7+14*8,
 745  0+ 0*8, 0+ 5*8, 0+10*8
 746 };
 747
 748 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
 749 #if HAVE_BIGENDIAN
 750    return (b&0xFFFF) + (a<<16);
 751 #else
 752    return (a&0xFFFF) + (b<<16);
 753 #endif
 754 }
 755
 756 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b){
 757 #if HAVE_BIGENDIAN
 758    return (b&0xFF) + (a<<8);
 759 #else
 760    return (a&0xFF) + (b<<8);
 761 #endif
 762 }
 763
 764 /**
 765  * Get the chroma qp.
 766  */
 767 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
 768     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 769 }
 770
 771 /**
 772  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 773  */
 774 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n){
 775     const int index8= scan8[n];
 776     const int left= h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 777     const int top = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 778     const int min= FFMIN(left, top);
 779
 780     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left ,top, min);
 781
 782     if(min<0) return DC_PRED;
 783     else      return min;
 784 }
 785
 786 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h){
 787     int8_t *i4x4= h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 788     int8_t *i4x4_cache= h->intra4x4_pred_mode_cache;
 789
 790     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8*4);
 791     i4x4[4]= i4x4_cache[7+8*3];
 792     i4x4[5]= i4x4_cache[7+8*2];
 793     i4x4[6]= i4x4_cache[7+8*1];
 794 }
 795
 796 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h){
 797     const int mb_xy= h->mb_xy;
 798     uint8_t *nnz = h->non_zero_count[mb_xy];
 799     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 800
 801     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4+8* 1]);
 802     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4+8* 2]);
 803     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4+8* 3]);
 804     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4+8* 4]);
 805     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4+8* 6]);
 806     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4+8* 7]);
 807     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4+8*11]);
 808     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4+8*12]);
 809
 810     if(!h->s.chroma_y_shift){
 811         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4+8* 8]);
 812         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4+8* 9]);
 813         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4+8*13]);
 814         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4+8*14]);
 815     }
 816 }
 817
 818 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h, MpegEncContext * const s, int b_stride,
 819                                                     int b_xy, int b8_xy, int mb_type, int list )
 820 {
 821     int16_t (*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
 822     int16_t (*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 823     AV_COPY128(mv_dst + 0*b_stride, mv_src + 8*0);
 824     AV_COPY128(mv_dst + 1*b_stride, mv_src + 8*1);
 825     AV_COPY128(mv_dst + 2*b_stride, mv_src + 8*2);
 826     AV_COPY128(mv_dst + 3*b_stride, mv_src + 8*3);
 827     if( CABAC ) {
 828         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8*h->mb_xy : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 829         uint8_t (*mvd_src)[2] = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 830         if(IS_SKIP(mb_type))
 831             AV_ZERO128(mvd_dst);
 832         else{
 833             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8*3);
 834             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8*0);
 835             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8*1);
 836             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8*2);
 837         }
 838     }
 839
 840     {
 841         int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
 842         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 843         ref_index[0+0*2]= ref_cache[scan8[0]];
 844         ref_index[1+0*2]= ref_cache[scan8[4]];
 845         ref_index[0+1*2]= ref_cache[scan8[8]];
 846         ref_index[1+1*2]= ref_cache[scan8[12]];
 847     }
 848 }
 849
 850 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type){
 851     MpegEncContext * const s = &h->s;
 852     const int b_stride = h->b_stride;
 853     const int b_xy = 4*s->mb_x + 4*s->mb_y*h->b_stride; //try mb2b(8)_xy
 854     const int b8_xy= 4*h->mb_xy;
 855
 856     if(USES_LIST(mb_type, 0)){
 857         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 858     }else{
 859         fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
 860                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 861     }
 862     if(USES_LIST(mb_type, 1)){
 863         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 864     }
 865
 866     if(h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC){
 867         if(IS_8X8(mb_type)){
 868             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4*h->mb_xy];
 869             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1]>>1;
 870             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2]>>1;
 871             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3]>>1;
 872         }
 873     }
 874 }
 875
 876 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h){
 877     if(h->sps.direct_8x8_inference_flag)
 878         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8                )*0x0001000100010001ULL));
 879     else
 880         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8|MB_TYPE_DIRECT2)*0x0001000100010001ULL));
 881 }
 882
 883 #endif /* AVCODEC_H264_H */