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

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_H264_H
  29 #define AVCODEC_H264_H
  30
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "cabac.h"
  33 #include "error_resilience.h"
  34 #include "get_bits.h"
  35 #include "mpegvideo.h"
  36 #include "h264chroma.h"
  37 #include "h264dsp.h"
  38 #include "h264pred.h"
  39 #include "h264qpel.h"
  40 #include "rectangle.h"
  41
  42 #define MAX_SPS_COUNT          32
  43 #define MAX_PPS_COUNT         256
  44
  45 #define MAX_MMCO_COUNT         66
  46
  47 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
  48
  49 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  50  * of progressive decoding by about 2%. */
  51 #define ALLOW_INTERLACE
  52
  53 #define FMO 0
  54
  55 /**
  56  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  57  * must be a power of 2
  58  */
  59 #define MAX_SLICES 16
  60
  61 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  62 #define MB_MBAFF(h)    h->mb_mbaff
  63 #define MB_FIELD(h)    h->mb_field_decoding_flag
  64 #define FRAME_MBAFF(h) h->mb_aff_frame
  65 #define FIELD_PICTURE(h) (h->picture_structure != PICT_FRAME)
  66 #define LEFT_MBS 2
  67 #define LTOP     0
  68 #define LBOT     1
  69 #define LEFT(i)  (i)
  70 #else
  71 #define MB_MBAFF(h)      0
  72 #define MB_FIELD(h)      0
  73 #define FRAME_MBAFF(h)   0
  74 #define FIELD_PICTURE(h) 0
  75 #undef  IS_INTERLACED
  76 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  77 #define LEFT_MBS 1
  78 #define LTOP     0
  79 #define LBOT     0
  80 #define LEFT(i)  0
  81 #endif
  82 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
  83
  84 #ifndef CABAC
  85 #define CABAC(h) h->pps.cabac
  86 #endif
  87
  88 #define CHROMA422(h) (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  89 #define CHROMA444(h) (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  90
  91 #define EXTENDED_SAR       255
  92
  93 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
  94 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  95 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
  96 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
  97
  98 #define QP_MAX_NUM (51 + 2 * 6)           // The maximum supported qp
  99
 100 /* NAL unit types */
 101 enum {
 102     NAL_SLICE = 1,
 103     NAL_DPA,
 104     NAL_DPB,
 105     NAL_DPC,
 106     NAL_IDR_SLICE,
 107     NAL_SEI,
 108     NAL_SPS,
 109     NAL_PPS,
 110     NAL_AUD,
 111     NAL_END_SEQUENCE,
 112     NAL_END_STREAM,
 113     NAL_FILLER_DATA,
 114     NAL_SPS_EXT,
 115     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
 116     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
 117 };
 118
 119 /**
 120  * SEI message types
 121  */
 122 typedef enum {
 123     SEI_BUFFERING_PERIOD            = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 124     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
 125     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
 126     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6,   ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 127     SEI_TYPE_FRAME_PACKING          = 45,  ///< frame packing arrangement
 128 } SEI_Type;
 129
 130 /**
 131  * pic_struct in picture timing SEI message
 132  */
 133 typedef enum {
 134     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 135     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 136     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 137     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 138     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 139     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 140     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 141     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 142     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 143 } SEI_PicStructType;
 144
 145 /**
 146  * Sequence parameter set
 147  */
 148 typedef struct SPS {
 149     int profile_idc;
 150     int level_idc;
 151     int chroma_format_idc;
 152     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 153     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 154     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 155     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 156     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 157     int offset_for_non_ref_pic;
 158     int offset_for_top_to_bottom_field;
 159     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 160     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 161     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 162     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 163     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 164     int frame_mbs_only_flag;
 165     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
 166     int direct_8x8_inference_flag;
 167     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
 168
 169     /* those 4 are already in luma samples */
 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][64]; ///< 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     AVCodecContext *avctx;
 259     DSPContext       dsp;
 260     VideoDSPContext vdsp;
 261     H264DSPContext h264dsp;
 262     H264ChromaContext h264chroma;
 263     H264QpelContext h264qpel;
 264     MotionEstContext me;
 265     ParseContext parse_context;
 266     GetBitContext gb;
 267     ERContext er;
 268
 269     Picture *DPB;
 270     Picture *cur_pic_ptr;
 271     Picture cur_pic;
 272
 273     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 274     int chroma_qp[2];   // QPc
 275
 276     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 277
 278     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
 279     int width, height;
 280     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
 281     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
 282
 283     int qscale;
 284     int droppable;
 285     int data_partitioning;
 286     int coded_picture_number;
 287     int low_delay;
 288
 289     int context_initialized;
 290     int flags;
 291     int workaround_bugs;
 292
 293     int prev_mb_skipped;
 294     int next_mb_skipped;
 295
 296     // prediction stuff
 297     int chroma_pred_mode;
 298     int intra16x16_pred_mode;
 299
 300     int topleft_mb_xy;
 301     int top_mb_xy;
 302     int topright_mb_xy;
 303     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 304
 305     int topleft_type;
 306     int top_type;
 307     int topright_type;
 308     int left_type[LEFT_MBS];
 309
 310     const uint8_t *left_block;
 311     int topleft_partition;
 312
 313     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
 314     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 315     H264PredContext hpc;
 316     unsigned int topleft_samples_available;
 317     unsigned int top_samples_available;
 318     unsigned int topright_samples_available;
 319     unsigned int left_samples_available;
 320     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
 321
 322     /**
 323      * non zero coeff count cache.
 324      * is 64 if not available.
 325      */
 326     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
 327
 328     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 329
 330     /**
 331      * Motion vector cache.
 332      */
 333     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
 334     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
 335 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
 336 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 337
 338     /**
 339      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 340      */
 341     int neighbor_transform_size;
 342
 343     /**
 344      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 345      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 346      */
 347     int block_offset[2 * (16 * 3)];
 348
 349     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
 350     uint32_t *mb2br_xy;
 351     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
 352
 353     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
 354     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
 355
 356     unsigned current_sps_id; ///< id of the current SPS
 357     SPS sps; ///< current sps
 358
 359     /**
 360      * current pps
 361      */
 362     PPS pps; // FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 363
 364     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
 365     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
 366     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
 367     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
 368
 369     int slice_num;
 370     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 371     int slice_type;
 372     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 373     int slice_type_fixed;
 374
 375     // interlacing specific flags
 376     int mb_aff_frame;
 377     int mb_field_decoding_flag;
 378     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 379     int picture_structure;
 380     int first_field;
 381
 382     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 383
 384     // Weighted pred stuff
 385     int use_weight;
 386     int use_weight_chroma;
 387     int luma_log2_weight_denom;
 388     int chroma_log2_weight_denom;
 389     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 390     int luma_weight[48][2][2];
 391     int chroma_weight[48][2][2][2];
 392     int implicit_weight[48][48][2];
 393
 394     int direct_spatial_mv_pred;
 395     int col_parity;
 396     int col_fieldoff;
 397     int dist_scale_factor[32];
 398     int dist_scale_factor_field[2][32];
 399     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 400     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 401
 402     /**
 403      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 404      */
 405     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 406     unsigned int list_count;
 407     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 408     Picture ref_list[2][48];            /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 409                                          *   Reordered version of default_ref_list
 410                                          *   according to picture reordering in slice header */
 411     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 412
 413     // data partitioning
 414     GetBitContext intra_gb;
 415     GetBitContext inter_gb;
 416     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 417     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 418
 419     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
 420     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.
 421     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 422     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
 423
 424     /**
 425      * Cabac
 426      */
 427     CABACContext cabac;
 428     uint8_t cabac_state[1024];
 429
 430     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 431     uint16_t *cbp_table;
 432     int cbp;
 433     int top_cbp;
 434     int left_cbp;
 435     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 436     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 437     int last_qscale_diff;
 438     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 439     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 440     uint8_t *direct_table;
 441     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 442
 443     uint8_t zigzag_scan[16];
 444     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 445     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 446     uint8_t field_scan[16];
 447     uint8_t field_scan8x8[64];
 448     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 449     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
 450     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
 451     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
 452     const uint8_t *field_scan_q0;
 453     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
 454     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
 455
 456     int x264_build;
 457
 458     int mb_x, mb_y;
 459     int resync_mb_x;
 460     int resync_mb_y;
 461     int mb_skip_run;
 462     int mb_height, mb_width;
 463     int mb_stride;
 464     int mb_num;
 465     int mb_xy;
 466
 467     int is_complex;
 468
 469     // deblock
 470     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 471     int slice_alpha_c0_offset;
 472     int slice_beta_offset;
 473
 474     // =============================================================
 475     // Things below are not used in the MB or more inner code
 476
 477     int nal_ref_idc;
 478     int nal_unit_type;
 479     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 480     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 481
 482     /**
 483      * Used to parse AVC variant of h264
 484      */
 485     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 486     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 487     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 488
 489     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
 490     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
 491
 492     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 493     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 494
 495     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
 496
 497     uint16_t *slice_table_base;
 498
 499     // POC stuff
 500     int poc_lsb;
 501     int poc_msb;
 502     int delta_poc_bottom;
 503     int delta_poc[2];
 504     int frame_num;
 505     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 506     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 507     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
 508     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
 509     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 510
 511     /**
 512      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
 513      */
 514     int curr_pic_num;
 515
 516     /**
 517      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
 518      */
 519     int max_pic_num;
 520
 521     int redundant_pic_count;
 522
 523     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 524     Picture *short_ref[32];
 525     Picture *long_ref[32];
 526     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 527     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 528     Picture *next_output_pic;
 529     int outputed_poc;
 530     int next_outputed_poc;
 531
 532     /**
 533      * memory management control operations buffer.
 534      */
 535     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 536     int mmco_index;
 537     int mmco_reset;
 538
 539     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 540     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 541
 542     int cabac_init_idc;
 543
 544     /**
 545      * @name Members for slice based multithreading
 546      * @{
 547      */
 548     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 549
 550     /**
 551      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
 552      */
 553     int current_slice;
 554
 555     /**
 556      * Max number of threads / contexts.
 557      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 558      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 559      * reduced to 1.
 560      */
 561     int max_contexts;
 562
 563     int slice_context_count;
 564
 565     /**
 566      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 567      *  displayed, 0 otherwise.
 568      */
 569     int single_decode_warning;
 570
 571     enum AVPictureType pict_type;
 572
 573     int last_slice_type;
 574     /** @} */
 575
 576     /**
 577      * pic_struct in picture timing SEI message
 578      */
 579     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 580
 581     /**
 582      * Complement sei_pic_struct
 583      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 584      * However, soft telecined frames may have these values.
 585      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 586      */
 587     int prev_interlaced_frame;
 588
 589     /**
 590      * frame_packing_arrangment SEI message
 591      */
 592     int sei_frame_packing_present;
 593     int frame_packing_arrangement_type;
 594     int content_interpretation_type;
 595     int quincunx_subsampling;
 596
 597     /**
 598      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 599      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 600      * interlaced).
 601      */
 602     int sei_ct_type;
 603
 604     /**
 605      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 606      */
 607     int sei_dpb_output_delay;
 608
 609     /**
 610      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 611      */
 612     int sei_cpb_removal_delay;
 613
 614     /**
 615      * recovery_frame_cnt from SEI message
 616      *
 617      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 618      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 619      * frames.
 620      */
 621     int sei_recovery_frame_cnt;
 622
 623     /**
 624      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 625      * be fully constructed.
 626      *
 627      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 628      */
 629     int recovery_frame;
 630
 631 /**
 632  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
 633  * decodable.
 634  */
 635 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
 636 /**
 637  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
 638  * so all the following frames in presentation order are correct.
 639  */
 640 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
 641
 642     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
 643
 644     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 645     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 646
 647     // Timestamp stuff
 648     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
 649     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
 650
 651     int cur_chroma_format_idc;
 652     uint8_t *bipred_scratchpad;
 653     uint8_t *edge_emu_buffer;
 654     int16_t *dc_val_base;
 655
 656     AVBufferPool *qscale_table_pool;
 657     AVBufferPool *mb_type_pool;
 658     AVBufferPool *motion_val_pool;
 659     AVBufferPool *ref_index_pool;
 660 } H264Context;
 661
 662 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).
 663 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 664
 665 /**
 666  * Decode SEI
 667  */
 668 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 669
 670 /**
 671  * Decode SPS
 672  */
 673 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 674
 675 /**
 676  * compute profile from sps
 677  */
 678 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 679
 680 /**
 681  * Decode PPS
 682  */
 683 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 684
 685 /**
 686  * Decode a network abstraction layer unit.
 687  * @param consumed is the number of bytes used as input
 688  * @param length is the length of the array
 689  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
 690  *                   or a decode rbsp tailing?
 691  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 692  */
 693 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
 694                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
 695
 696 /**
 697  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
 698  * like SPS, PPS etc.
 699  */
 700 void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 701
 702 /**
 703  * Reconstruct bitstream slice_type.
 704  */
 705 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 706
 707 /**
 708  * Allocate tables.
 709  * needs width/height
 710  */
 711 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 712
 713 /**
 714  * Fill the default_ref_list.
 715  */
 716 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 717
 718 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 719 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 720 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 721
 722 /**
 723  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 724  */
 725 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 726
 727 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
 728                                    int first_slice);
 729
 730 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
 731
 732 /**
 733  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 734  * dc mode so it only uses the available blocks.
 735  */
 736 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 737
 738 /**
 739  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 740  * dc mode so it only uses the available blocks.
 741  */
 742 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
 743
 744 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 745 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
 746 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 747 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 748
 749 /**
 750  * Decode a macroblock
 751  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 752  */
 753 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 754
 755 /**
 756  * Decode a CABAC coded macroblock
 757  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 758  */
 759 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 760
 761 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 762
 763 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
 764 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
 765 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
 766
 767 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 768                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 769                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 770 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 771                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 772                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 773
 774 /**
 775  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 776  *
 777  * @param h H.264 context.
 778  */
 779 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 780
 781 /*
 782  * o-o o-o
 783  *  / / /
 784  * o-o o-o
 785  *  ,---'
 786  * o-o o-o
 787  *  / / /
 788  * o-o o-o
 789  */
 790
 791 /* Scan8 organization:
 792  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 793  * 0  DY    y y y y y
 794  * 1        y Y Y Y Y
 795  * 2        y Y Y Y Y
 796  * 3        y Y Y Y Y
 797  * 4        y Y Y Y Y
 798  * 5  DU    u u u u u
 799  * 6        u U U U U
 800  * 7        u U U U U
 801  * 8        u U U U U
 802  * 9        u U U U U
 803  * 10 DV    v v v v v
 804  * 11       v V V V V
 805  * 12       v V V V V
 806  * 13       v V V V V
 807  * 14       v V V V V
 808  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 809  */
 810
 811 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 812 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 813
 814 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 815 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
 816     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
 817     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
 818     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
 819     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
 820     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
 821     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
 822     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
 823     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
 824     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
 825     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
 826     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
 827     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
 828     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
 829 };
 830
 831 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
 832 {
 833 #if HAVE_BIGENDIAN
 834     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
 835 #else
 836     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
 837 #endif
 838 }
 839
 840 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
 841 {
 842 #if HAVE_BIGENDIAN
 843     return (b & 0xFF) + (a << 8);
 844 #else
 845     return (a & 0xFF) + (b << 8);
 846 #endif
 847 }
 848
 849 /**
 850  * Get the chroma qp.
 851  */
 852 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
 853 {
 854     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 855 }
 856
 857 /**
 858  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 859  */
 860 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
 861 {
 862     const int index8 = scan8[n];
 863     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 864     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 865     const int min    = FFMIN(left, top);
 866
 867     tprintf(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
 868
 869     if (min < 0)
 870         return DC_PRED;
 871     else
 872         return min;
 873 }
 874
 875 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
 876 {
 877     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 878     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
 879
 880     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
 881     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
 882     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
 883     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
 884 }
 885
 886 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
 887 {
 888     const int mb_xy    = h->mb_xy;
 889     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
 890     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 891
 892     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
 893     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
 894     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
 895     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
 896     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
 897     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
 898     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
 899     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
 900
 901     if (!h->chroma_y_shift) {
 902         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
 903         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
 904         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
 905         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
 906     }
 907 }
 908
 909 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
 910                                                     int b_stride,
 911                                                     int b_xy, int b8_xy,
 912                                                     int mb_type, int list)
 913 {
 914     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
 915     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 916     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
 917     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
 918     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
 919     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
 920     if (CABAC(h)) {
 921         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
 922                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 923         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 924         if (IS_SKIP(mb_type)) {
 925             AV_ZERO128(mvd_dst);
 926         } else {
 927             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
 928             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
 929             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
 930             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
 931         }
 932     }
 933
 934     {
 935         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
 936         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 937         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
 938         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
 939         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
 940         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
 941     }
 942 }
 943
 944 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
 945 {
 946     const int b_stride      = h->b_stride;
 947     const int b_xy  = 4 * h->mb_x + 4 * h->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
 948     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
 949
 950     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
 951         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 952     } else {
 953         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
 954                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 955     }
 956     if (USES_LIST(mb_type, 1))
 957         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 958
 959     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
 960         if (IS_8X8(mb_type)) {
 961             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
 962             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
 963             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
 964             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
 965         }
 966     }
 967 }
 968
 969 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
 970 {
 971     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
 972         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 973                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
 974                   0x0001000100010001ULL));
 975     else
 976         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 977                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
 978                   0x0001000100010001ULL));
 979 }
 980
 981 void ff_h264_draw_horiz_band(H264Context *h, int y, int height);
 982 int ff_init_poc(H264Context *h, int pic_field_poc[2], int *pic_poc);
 983 int ff_pred_weight_table(H264Context *h);
 984 int ff_set_ref_count(H264Context *h);
 985
 986 #endif /* AVCODEC_H264_H */