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 "h264qpel.h"
  37 #include "rectangle.h"
  38
  39 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
  40 #define mb_intra       mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
  41
  42 #define MAX_SPS_COUNT          32
  43 #define MAX_PPS_COUNT         256
  44
  45 #define MAX_MMCO_COUNT         66
  46
  47 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
  48
  49 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
  50
  51 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  52  * of progressive decoding by about 2%. */
  53 #define ALLOW_INTERLACE
  54
  55 #define FMO 0
  56
  57 /**
  58  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  59  * must be a power of 2
  60  */
  61 #define MAX_SLICES 16
  62
  63 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  64 #define MB_MBAFF    h->mb_mbaff
  65 #define MB_FIELD    h->mb_field_decoding_flag
  66 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  67 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
  68 #define LEFT_MBS 2
  69 #define LTOP     0
  70 #define LBOT     1
  71 #define LEFT(i)  (i)
  72 #else
  73 #define MB_MBAFF      0
  74 #define MB_FIELD      0
  75 #define FRAME_MBAFF   0
  76 #define FIELD_PICTURE 0
  77 #undef  IS_INTERLACED
  78 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  79 #define LEFT_MBS 1
  80 #define LTOP     0
  81 #define LBOT     0
  82 #define LEFT(i)  0
  83 #endif
  84 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  85
  86 #ifndef CABAC
  87 #define CABAC h->pps.cabac
  88 #endif
  89
  90 #define CHROMA    (h->sps.chroma_format_idc)
  91 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  92 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  93
  94 #define EXTENDED_SAR       255
  95
  96 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
  97 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  98 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
  99 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
 100
 101 #define QP_MAX_NUM (51 + 6*6)           // The maximum supported qp
 102
 103 /* NAL unit types */
 104 enum {
 105     NAL_SLICE = 1,
 106     NAL_DPA,
 107     NAL_DPB,
 108     NAL_DPC,
 109     NAL_IDR_SLICE,
 110     NAL_SEI,
 111     NAL_SPS,
 112     NAL_PPS,
 113     NAL_AUD,
 114     NAL_END_SEQUENCE,
 115     NAL_END_STREAM,
 116     NAL_FILLER_DATA,
 117     NAL_SPS_EXT,
 118     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
 119     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
 120 };
 121
 122 /**
 123  * SEI message types
 124  */
 125 typedef enum {
 126     SEI_BUFFERING_PERIOD            = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 127     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
 128     SEI_TYPE_USER_DATA_ITU_T_T35    = 4,   ///< user data registered by ITU-T Recommendation T.35
 129     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
 130     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6    ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 131 } SEI_Type;
 132
 133 /**
 134  * pic_struct in picture timing SEI message
 135  */
 136 typedef enum {
 137     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 138     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 139     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 140     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 141     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 142     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 143     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 144     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 145     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 146 } SEI_PicStructType;
 147
 148 /**
 149  * Sequence parameter set
 150  */
 151 typedef struct SPS {
 152     int profile_idc;
 153     int level_idc;
 154     int chroma_format_idc;
 155     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 156     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 157     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 158     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 159     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 160     int offset_for_non_ref_pic;
 161     int offset_for_top_to_bottom_field;
 162     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 163     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 164     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 165     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 166     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 167     int frame_mbs_only_flag;
 168     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
 169     int direct_8x8_inference_flag;
 170     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
 171     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 172     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 173     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 174     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 175     int vui_parameters_present_flag;
 176     AVRational sar;
 177     int video_signal_type_present_flag;
 178     int full_range;
 179     int colour_description_present_flag;
 180     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 181     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 182     enum AVColorSpace colorspace;
 183     int timing_info_present_flag;
 184     uint32_t num_units_in_tick;
 185     uint32_t time_scale;
 186     int fixed_frame_rate_flag;
 187     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
 188     int bitstream_restriction_flag;
 189     int num_reorder_frames;
 190     int scaling_matrix_present;
 191     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 192     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 193     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 194     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 195     int pic_struct_present_flag;
 196     int time_offset_length;
 197     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
 198     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 199     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 200     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 201     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 202     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 203     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
 204     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
 205     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
 206 } SPS;
 207
 208 /**
 209  * Picture parameter set
 210  */
 211 typedef struct PPS {
 212     unsigned int sps_id;
 213     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 214     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 215     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 216     int mb_slice_group_map_type;
 217     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 218     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 219     int weighted_bipred_idc;
 220     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 221     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 222     int chroma_qp_index_offset[2];
 223     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 224     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
 225     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 226     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
 227     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 228     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 229     uint8_t chroma_qp_table[2][QP_MAX_NUM+1];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 230     int chroma_qp_diff;
 231 } PPS;
 232
 233 /**
 234  * Memory management control operation opcode.
 235  */
 236 typedef enum MMCOOpcode {
 237     MMCO_END = 0,
 238     MMCO_SHORT2UNUSED,
 239     MMCO_LONG2UNUSED,
 240     MMCO_SHORT2LONG,
 241     MMCO_SET_MAX_LONG,
 242     MMCO_RESET,
 243     MMCO_LONG,
 244 } MMCOOpcode;
 245
 246 /**
 247  * Memory management control operation.
 248  */
 249 typedef struct MMCO {
 250     MMCOOpcode opcode;
 251     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 252     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 253 } MMCO;
 254
 255 /**
 256  * H264Context
 257  */
 258 typedef struct H264Context {
 259     MpegEncContext s;
 260     H264DSPContext h264dsp;
 261     H264QpelContext h264qpel;
 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     unsigned current_sps_id; ///< id of the current SPS
 334     SPS sps; ///< current sps
 335
 336     /**
 337      * current pps
 338      */
 339     PPS pps; // FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 340
 341     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
 342     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
 343     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
 344     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
 345
 346     int slice_num;
 347     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 348     int slice_type;
 349     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 350     int slice_type_fixed;
 351
 352     // interlacing specific flags
 353     int mb_aff_frame;
 354     int mb_field_decoding_flag;
 355     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 356
 357     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 358
 359     // Weighted pred stuff
 360     int use_weight;
 361     int use_weight_chroma;
 362     int luma_log2_weight_denom;
 363     int chroma_log2_weight_denom;
 364     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 365     int luma_weight[48][2][2];
 366     int chroma_weight[48][2][2][2];
 367     int implicit_weight[48][48][2];
 368
 369     int direct_spatial_mv_pred;
 370     int col_parity;
 371     int col_fieldoff;
 372     int dist_scale_factor[32];
 373     int dist_scale_factor_field[2][32];
 374     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 375     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 376
 377     /**
 378      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 379      */
 380     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 381     unsigned int list_count;
 382     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 383     Picture ref_list[2][48];            /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 384                                          *   Reordered version of default_ref_list
 385                                          *   according to picture reordering in slice header */
 386     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 387
 388     // data partitioning
 389     GetBitContext intra_gb;
 390     GetBitContext inter_gb;
 391     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 392     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 393
 394     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.
 395     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 396     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
 397
 398     /**
 399      * Cabac
 400      */
 401     CABACContext cabac;
 402     uint8_t cabac_state[1024];
 403
 404     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 405     uint16_t *cbp_table;
 406     int cbp;
 407     int top_cbp;
 408     int left_cbp;
 409     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 410     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 411     int last_qscale_diff;
 412     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 413     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 414     uint8_t *direct_table;
 415     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 416
 417     uint8_t zigzag_scan[16];
 418     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 419     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 420     uint8_t field_scan[16];
 421     uint8_t field_scan8x8[64];
 422     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 423     uint8_t zigzag_scan_q0[16];
 424     uint8_t zigzag_scan8x8_q0[64];
 425     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc_q0[64];
 426     uint8_t field_scan_q0[16];
 427     uint8_t field_scan8x8_q0[64];
 428     uint8_t field_scan8x8_cavlc_q0[64];
 429
 430     int x264_build;
 431
 432     int mb_xy;
 433
 434     int is_complex;
 435
 436     // deblock
 437     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 438     int slice_alpha_c0_offset;
 439     int slice_beta_offset;
 440
 441     // =============================================================
 442     // Things below are not used in the MB or more inner code
 443
 444     int nal_ref_idc;
 445     int nal_unit_type;
 446     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 447     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 448
 449     /**
 450      * Used to parse AVC variant of h264
 451      */
 452     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 453     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 454     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 455
 456     int context_reinitialized;
 457
 458     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 459     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 460
 461     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
 462
 463     uint16_t *slice_table_base;
 464
 465     // POC stuff
 466     int poc_lsb;
 467     int poc_msb;
 468     int delta_poc_bottom;
 469     int delta_poc[2];
 470     int frame_num;
 471     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 472     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 473     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
 474     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
 475     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 476
 477     /**
 478      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
 479      */
 480     int curr_pic_num;
 481
 482     /**
 483      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
 484      */
 485     int max_pic_num;
 486
 487     int redundant_pic_count;
 488
 489     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 490     Picture *short_ref[32];
 491     Picture *long_ref[32];
 492     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 493     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 494     Picture *next_output_pic;
 495     int outputed_poc;
 496     int next_outputed_poc;
 497
 498     /**
 499      * memory management control operations buffer.
 500      */
 501     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 502     int mmco_index;
 503     int mmco_reset;
 504
 505     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 506     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 507
 508     int cabac_init_idc;
 509
 510     /**
 511      * @name Members for slice based multithreading
 512      * @{
 513      */
 514     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 515
 516     /**
 517      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
 518      */
 519     int current_slice;
 520
 521     /**
 522      * Max number of threads / contexts.
 523      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 524      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 525      * reduced to 1.
 526      */
 527     int max_contexts;
 528
 529     /**
 530      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 531      *  displayed, 0 otherwise.
 532      */
 533     int single_decode_warning;
 534
 535     int last_slice_type;
 536     /** @} */
 537
 538     /**
 539      * pic_struct in picture timing SEI message
 540      */
 541     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 542
 543     /**
 544      * Complement sei_pic_struct
 545      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 546      * However, soft telecined frames may have these values.
 547      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 548      */
 549     int prev_interlaced_frame;
 550
 551     /**
 552      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 553      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 554      * interlaced).
 555      */
 556     int sei_ct_type;
 557
 558     /**
 559      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 560      */
 561     int sei_dpb_output_delay;
 562
 563     /**
 564      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 565      */
 566     int sei_cpb_removal_delay;
 567
 568     /**
 569      * recovery_frame_cnt from SEI message
 570      *
 571      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 572      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 573      * frames.
 574      */
 575     int sei_recovery_frame_cnt;
 576     /**
 577      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 578      * be fully constructed.
 579      *
 580      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 581      */
 582     int recovery_frame;
 583
 584     /**
 585      * Are the SEI recovery points looking valid.
 586      */
 587     int valid_recovery_point;
 588
 589     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 590     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 591
 592     // Timestamp stuff
 593     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
 594     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
 595
 596     int cur_chroma_format_idc;
 597     uint8_t *bipred_scratchpad;
 598
 599     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
 600
 601     int sync;                      ///< did we had a keyframe or recovery point
 602
 603     uint8_t parse_history[4];
 604     int parse_history_count;
 605     int parse_last_mb;
 606 } H264Context;
 607
 608 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[7][QP_MAX_NUM + 1]; ///< One chroma qp table for each possible bit depth (8-14).
 609 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 610
 611 /**
 612  * Decode SEI
 613  */
 614 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 615
 616 /**
 617  * Decode SPS
 618  */
 619 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 620
 621 /**
 622  * compute profile from sps
 623  */
 624 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 625
 626 /**
 627  * Decode PPS
 628  */
 629 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 630
 631 /**
 632  * Decode a network abstraction layer unit.
 633  * @param consumed is the number of bytes used as input
 634  * @param length is the length of the array
 635  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
 636  *                   or a decode rbsp tailing?
 637  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 638  */
 639 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
 640                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
 641
 642 /**
 643  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
 644  * like SPS, PPS etc.
 645  */
 646 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 647
 648 /**
 649  * Reconstruct bitstream slice_type.
 650  */
 651 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 652
 653 /**
 654  * Allocate tables.
 655  * needs width/height
 656  */
 657 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 658
 659 /**
 660  * Fill the default_ref_list.
 661  */
 662 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 663
 664 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 665 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 666 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 667
 668 /**
 669  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 670  */
 671 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 672
 673 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
 674                                    int first_slice);
 675
 676 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
 677
 678 /**
 679  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 680  * dc mode so it only uses the available blocks.
 681  */
 682 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 683
 684 /**
 685  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 686  * dc mode so it only uses the available blocks.
 687  */
 688 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
 689
 690 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 691 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
 692 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h, const uint8_t *buf, int size);
 693 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 694 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 695
 696 /**
 697  * Decode a macroblock
 698  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 699  */
 700 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 701
 702 /**
 703  * Decode a CABAC coded macroblock
 704  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 705  */
 706 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 707
 708 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 709
 710 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
 711 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
 712 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
 713
 714 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 715                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 716                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 717 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 718                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 719                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 720
 721 /**
 722  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 723  *
 724  * @param h H.264 context.
 725  */
 726 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 727
 728 /*
 729  * o-o o-o
 730  *  / / /
 731  * o-o o-o
 732  *  ,---'
 733  * o-o o-o
 734  *  / / /
 735  * o-o o-o
 736  */
 737
 738 /* Scan8 organization:
 739  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 740  * 0  DY    y y y y y
 741  * 1        y Y Y Y Y
 742  * 2        y Y Y Y Y
 743  * 3        y Y Y Y Y
 744  * 4        y Y Y Y Y
 745  * 5  DU    u u u u u
 746  * 6        u U U U U
 747  * 7        u U U U U
 748  * 8        u U U U U
 749  * 9        u U U U U
 750  * 10 DV    v v v v v
 751  * 11       v V V V V
 752  * 12       v V V V V
 753  * 13       v V V V V
 754  * 14       v V V V V
 755  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 756  */
 757
 758 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 759 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 760
 761 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 762 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
 763     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
 764     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
 765     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
 766     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
 767     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
 768     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
 769     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
 770     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
 771     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
 772     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
 773     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
 774     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
 775     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
 776 };
 777
 778 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
 779 {
 780 #if HAVE_BIGENDIAN
 781     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
 782 #else
 783     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
 784 #endif
 785 }
 786
 787 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
 788 {
 789 #if HAVE_BIGENDIAN
 790     return (b & 0xFF) + (a << 8);
 791 #else
 792     return (a & 0xFF) + (b << 8);
 793 #endif
 794 }
 795
 796 /**
 797  * Get the chroma qp.
 798  */
 799 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
 800 {
 801     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 802 }
 803
 804 /**
 805  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 806  */
 807 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
 808 {
 809     const int index8 = scan8[n];
 810     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 811     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 812     const int min    = FFMIN(left, top);
 813
 814     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
 815
 816     if (min < 0)
 817         return DC_PRED;
 818     else
 819         return min;
 820 }
 821
 822 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
 823 {
 824     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 825     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
 826
 827     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
 828     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
 829     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
 830     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
 831 }
 832
 833 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
 834 {
 835     const int mb_xy    = h->mb_xy;
 836     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
 837     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 838
 839     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
 840     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
 841     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
 842     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
 843     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
 844     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
 845     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
 846     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
 847
 848     if (!h->s.chroma_y_shift) {
 849         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
 850         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
 851         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
 852         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
 853     }
 854 }
 855
 856 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
 857                                                     MpegEncContext *const s,
 858                                                     int b_stride,
 859                                                     int b_xy, int b8_xy,
 860                                                     int mb_type, int list)
 861 {
 862     int16_t(*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
 863     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 864     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
 865     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
 866     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
 867     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
 868     if (CABAC) {
 869         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
 870                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 871         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 872         if (IS_SKIP(mb_type)) {
 873             AV_ZERO128(mvd_dst);
 874         } else {
 875             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
 876             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
 877             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
 878             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
 879         }
 880     }
 881
 882     {
 883         int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
 884         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 885         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
 886         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
 887         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
 888         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
 889     }
 890 }
 891
 892 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
 893 {
 894     MpegEncContext *const s = &h->s;
 895     const int b_stride      = h->b_stride;
 896     const int b_xy  = 4 * s->mb_x + 4 * s->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
 897     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
 898
 899     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
 900         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 901     } else {
 902         fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
 903                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 904     }
 905     if (USES_LIST(mb_type, 1))
 906         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 907
 908     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC) {
 909         if (IS_8X8(mb_type)) {
 910             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
 911             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
 912             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
 913             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
 914         }
 915     }
 916 }
 917
 918 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
 919 {
 920     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
 921         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 922                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
 923                   0x0001000100010001ULL));
 924     else
 925         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 926                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
 927                   0x0001000100010001ULL));
 928 }
 929
 930 #endif /* AVCODEC_H264_H */