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