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 "h264chroma.h"
  35 #include "h264dsp.h"
  36 #include "h264pred.h"
  37 #include "h264qpel.h"
  38 #include "rectangle.h"
  39
  40 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
  41 #define mb_intra       mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
  42
  43 #define MAX_SPS_COUNT          32
  44 #define MAX_PPS_COUNT         256
  45
  46 #define MAX_MMCO_COUNT         66
  47
  48 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
  49
  50 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
  51
  52 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  53  * of progressive decoding by about 2%. */
  54 #define ALLOW_INTERLACE
  55
  56 #define FMO 0
  57
  58 /**
  59  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  60  * must be a power of 2
  61  */
  62 #define MAX_SLICES 16
  63
  64 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  65 #define MB_MBAFF    h->mb_mbaff
  66 #define MB_FIELD    h->mb_field_decoding_flag
  67 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  68 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
  69 #define LEFT_MBS 2
  70 #define LTOP     0
  71 #define LBOT     1
  72 #define LEFT(i)  (i)
  73 #else
  74 #define MB_MBAFF      0
  75 #define MB_FIELD      0
  76 #define FRAME_MBAFF   0
  77 #define FIELD_PICTURE 0
  78 #undef  IS_INTERLACED
  79 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  80 #define LEFT_MBS 1
  81 #define LTOP     0
  82 #define LBOT     0
  83 #define LEFT(i)  0
  84 #endif
  85 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  86
  87 #ifndef CABAC
  88 #define CABAC h->pps.cabac
  89 #endif
  90
  91 #define CHROMA    (h->sps.chroma_format_idc)
  92 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
  93 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  94
  95 #define EXTENDED_SAR       255
  96
  97 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
  98 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  99 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
 100 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
 101
 102 #define QP_MAX_NUM (51 + 6*6)           // The maximum supported qp
 103
 104 /* NAL unit types */
 105 enum {
 106     NAL_SLICE = 1,
 107     NAL_DPA,
 108     NAL_DPB,
 109     NAL_DPC,
 110     NAL_IDR_SLICE,
 111     NAL_SEI,
 112     NAL_SPS,
 113     NAL_PPS,
 114     NAL_AUD,
 115     NAL_END_SEQUENCE,
 116     NAL_END_STREAM,
 117     NAL_FILLER_DATA,
 118     NAL_SPS_EXT,
 119     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
 120     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
 121 };
 122
 123 /**
 124  * SEI message types
 125  */
 126 typedef enum {
 127     SEI_BUFFERING_PERIOD            = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 128     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
 129     SEI_TYPE_USER_DATA_ITU_T_T35    = 4,   ///< user data registered by ITU-T Recommendation T.35
 130     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
 131     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6    ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 132 } SEI_Type;
 133
 134 /**
 135  * pic_struct in picture timing SEI message
 136  */
 137 typedef enum {
 138     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 139     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 140     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 141     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 142     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 143     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 144     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 145     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 146     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 147 } SEI_PicStructType;
 148
 149 /**
 150  * Sequence parameter set
 151  */
 152 typedef struct SPS {
 153     int profile_idc;
 154     int level_idc;
 155     int chroma_format_idc;
 156     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 157     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 158     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 159     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 160     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 161     int offset_for_non_ref_pic;
 162     int offset_for_top_to_bottom_field;
 163     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 164     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 165     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 166     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 167     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 168     int frame_mbs_only_flag;
 169     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
 170     int direct_8x8_inference_flag;
 171     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
 172     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 173     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 174     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 175     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 176     int vui_parameters_present_flag;
 177     AVRational sar;
 178     int video_signal_type_present_flag;
 179     int full_range;
 180     int colour_description_present_flag;
 181     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 182     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 183     enum AVColorSpace colorspace;
 184     int timing_info_present_flag;
 185     uint32_t num_units_in_tick;
 186     uint32_t time_scale;
 187     int fixed_frame_rate_flag;
 188     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
 189     int bitstream_restriction_flag;
 190     int num_reorder_frames;
 191     int scaling_matrix_present;
 192     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 193     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 194     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 195     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 196     int pic_struct_present_flag;
 197     int time_offset_length;
 198     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
 199     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 200     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 201     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 202     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 203     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 204     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
 205     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
 206     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
 207 } SPS;
 208
 209 /**
 210  * Picture parameter set
 211  */
 212 typedef struct PPS {
 213     unsigned int sps_id;
 214     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 215     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 216     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 217     int mb_slice_group_map_type;
 218     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 219     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 220     int weighted_bipred_idc;
 221     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 222     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 223     int chroma_qp_index_offset[2];
 224     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 225     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
 226     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 227     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
 228     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 229     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 230     uint8_t chroma_qp_table[2][QP_MAX_NUM+1];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 231     int chroma_qp_diff;
 232 } PPS;
 233
 234 /**
 235  * Memory management control operation opcode.
 236  */
 237 typedef enum MMCOOpcode {
 238     MMCO_END = 0,
 239     MMCO_SHORT2UNUSED,
 240     MMCO_LONG2UNUSED,
 241     MMCO_SHORT2LONG,
 242     MMCO_SET_MAX_LONG,
 243     MMCO_RESET,
 244     MMCO_LONG,
 245 } MMCOOpcode;
 246
 247 /**
 248  * Memory management control operation.
 249  */
 250 typedef struct MMCO {
 251     MMCOOpcode opcode;
 252     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 253     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 254 } MMCO;
 255
 256 /**
 257  * H264Context
 258  */
 259 typedef struct H264Context {
 260     MpegEncContext s;
 261     H264DSPContext h264dsp;
 262     H264ChromaContext h264chroma;
 263     H264QpelContext h264qpel;
 264     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 265     int chroma_qp[2];   // QPc
 266
 267     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 268
 269     int prev_mb_skipped;
 270     int next_mb_skipped;
 271
 272     // prediction stuff
 273     int chroma_pred_mode;
 274     int intra16x16_pred_mode;
 275
 276     int topleft_mb_xy;
 277     int top_mb_xy;
 278     int topright_mb_xy;
 279     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 280
 281     int topleft_type;
 282     int top_type;
 283     int topright_type;
 284     int left_type[LEFT_MBS];
 285
 286     const uint8_t *left_block;
 287     int topleft_partition;
 288
 289     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
 290     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 291     H264PredContext hpc;
 292     unsigned int topleft_samples_available;
 293     unsigned int top_samples_available;
 294     unsigned int topright_samples_available;
 295     unsigned int left_samples_available;
 296     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
 297
 298     /**
 299      * non zero coeff count cache.
 300      * is 64 if not available.
 301      */
 302     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
 303
 304     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 305
 306     /**
 307      * Motion vector cache.
 308      */
 309     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
 310     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
 311 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
 312 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 313
 314     /**
 315      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 316      */
 317     int neighbor_transform_size;
 318
 319     /**
 320      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 321      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 322      */
 323     int block_offset[2 * (16 * 3)];
 324
 325     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
 326     uint32_t *mb2br_xy;
 327     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
 328
 329     int mb_linesize;    ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
 330     int mb_uvlinesize;
 331
 332     int emu_edge_width;
 333     int emu_edge_height;
 334
 335     unsigned current_sps_id; ///< id of the current SPS
 336     SPS sps; ///< current sps
 337
 338     /**
 339      * current pps
 340      */
 341     PPS pps; // FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 342
 343     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
 344     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
 345     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
 346     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
 347
 348     int slice_num;
 349     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 350     int slice_type;
 351     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 352     int slice_type_fixed;
 353
 354     // interlacing specific flags
 355     int mb_aff_frame;
 356     int mb_field_decoding_flag;
 357     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 358
 359     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 360
 361     // Weighted pred stuff
 362     int use_weight;
 363     int use_weight_chroma;
 364     int luma_log2_weight_denom;
 365     int chroma_log2_weight_denom;
 366     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 367     int luma_weight[48][2][2];
 368     int chroma_weight[48][2][2][2];
 369     int implicit_weight[48][48][2];
 370
 371     int direct_spatial_mv_pred;
 372     int col_parity;
 373     int col_fieldoff;
 374     int dist_scale_factor[32];
 375     int dist_scale_factor_field[2][32];
 376     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 377     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 378
 379     /**
 380      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 381      */
 382     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 383     unsigned int list_count;
 384     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 385     Picture ref_list[2][48];            /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 386                                          *   Reordered version of default_ref_list
 387                                          *   according to picture reordering in slice header */
 388     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 389
 390     // data partitioning
 391     GetBitContext intra_gb;
 392     GetBitContext inter_gb;
 393     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 394     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 395
 396     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.
 397     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 398     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
 399
 400     /**
 401      * Cabac
 402      */
 403     CABACContext cabac;
 404     uint8_t cabac_state[1024];
 405
 406     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 407     uint16_t *cbp_table;
 408     int cbp;
 409     int top_cbp;
 410     int left_cbp;
 411     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 412     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 413     int last_qscale_diff;
 414     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 415     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 416     uint8_t *direct_table;
 417     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 418
 419     uint8_t zigzag_scan[16];
 420     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 421     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 422     uint8_t field_scan[16];
 423     uint8_t field_scan8x8[64];
 424     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 425     uint8_t zigzag_scan_q0[16];
 426     uint8_t zigzag_scan8x8_q0[64];
 427     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc_q0[64];
 428     uint8_t field_scan_q0[16];
 429     uint8_t field_scan8x8_q0[64];
 430     uint8_t field_scan8x8_cavlc_q0[64];
 431
 432     int x264_build;
 433
 434     int mb_xy;
 435
 436     int is_complex;
 437
 438     // deblock
 439     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 440     int slice_alpha_c0_offset;
 441     int slice_beta_offset;
 442
 443     // =============================================================
 444     // Things below are not used in the MB or more inner code
 445
 446     int nal_ref_idc;
 447     int nal_unit_type;
 448     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 449     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 450
 451     /**
 452      * Used to parse AVC variant of h264
 453      */
 454     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 455     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 456     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 457
 458     int context_reinitialized;
 459
 460     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 461     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 462
 463     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
 464
 465     uint16_t *slice_table_base;
 466
 467     // POC stuff
 468     int poc_lsb;
 469     int poc_msb;
 470     int delta_poc_bottom;
 471     int delta_poc[2];
 472     int frame_num;
 473     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 474     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 475     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
 476     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
 477     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 478
 479     /**
 480      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
 481      */
 482     int curr_pic_num;
 483
 484     /**
 485      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
 486      */
 487     int max_pic_num;
 488
 489     int redundant_pic_count;
 490
 491     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 492     Picture *short_ref[32];
 493     Picture *long_ref[32];
 494     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 495     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 496     Picture *next_output_pic;
 497     int outputed_poc;
 498     int next_outputed_poc;
 499
 500     /**
 501      * memory management control operations buffer.
 502      */
 503     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 504     int mmco_index;
 505     int mmco_reset;
 506
 507     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 508     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 509
 510     int cabac_init_idc;
 511
 512     /**
 513      * @name Members for slice based multithreading
 514      * @{
 515      */
 516     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 517
 518     /**
 519      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
 520      */
 521     int current_slice;
 522
 523     /**
 524      * Max number of threads / contexts.
 525      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 526      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 527      * reduced to 1.
 528      */
 529     int max_contexts;
 530
 531     /**
 532      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 533      *  displayed, 0 otherwise.
 534      */
 535     int single_decode_warning;
 536
 537     int last_slice_type;
 538     /** @} */
 539
 540     /**
 541      * pic_struct in picture timing SEI message
 542      */
 543     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 544
 545     /**
 546      * Complement sei_pic_struct
 547      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 548      * However, soft telecined frames may have these values.
 549      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 550      */
 551     int prev_interlaced_frame;
 552
 553     /**
 554      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 555      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 556      * interlaced).
 557      */
 558     int sei_ct_type;
 559
 560     /**
 561      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 562      */
 563     int sei_dpb_output_delay;
 564
 565     /**
 566      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 567      */
 568     int sei_cpb_removal_delay;
 569
 570     /**
 571      * recovery_frame_cnt from SEI message
 572      *
 573      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 574      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 575      * frames.
 576      */
 577     int sei_recovery_frame_cnt;
 578     /**
 579      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 580      * be fully constructed.
 581      *
 582      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 583      */
 584     int recovery_frame;
 585
 586     /**
 587      * Are the SEI recovery points looking valid.
 588      */
 589     int valid_recovery_point;
 590
 591     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 592     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 593
 594     // Timestamp stuff
 595     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
 596     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
 597
 598     int cur_chroma_format_idc;
 599     uint8_t *bipred_scratchpad;
 600
 601     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
 602
 603     int sync;                      ///< did we had a keyframe or recovery point
 604
 605     uint8_t parse_history[4];
 606     int parse_history_count;
 607     int parse_last_mb;
 608 } H264Context;
 609
 610 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[7][QP_MAX_NUM + 1]; ///< One chroma qp table for each possible bit depth (8-14).
 611 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 612
 613 /**
 614  * Decode SEI
 615  */
 616 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 617
 618 /**
 619  * Decode SPS
 620  */
 621 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 622
 623 /**
 624  * compute profile from sps
 625  */
 626 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 627
 628 /**
 629  * Decode PPS
 630  */
 631 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 632
 633 /**
 634  * Decode a network abstraction layer unit.
 635  * @param consumed is the number of bytes used as input
 636  * @param length is the length of the array
 637  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
 638  *                   or a decode rbsp tailing?
 639  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 640  */
 641 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
 642                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
 643
 644 /**
 645  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
 646  * like SPS, PPS etc.
 647  */
 648 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 649
 650 /**
 651  * Reconstruct bitstream slice_type.
 652  */
 653 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 654
 655 /**
 656  * Allocate tables.
 657  * needs width/height
 658  */
 659 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 660
 661 /**
 662  * Fill the default_ref_list.
 663  */
 664 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 665
 666 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 667 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 668 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 669
 670 /**
 671  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 672  */
 673 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 674
 675 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
 676                                    int first_slice);
 677
 678 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
 679
 680 /**
 681  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 682  * dc mode so it only uses the available blocks.
 683  */
 684 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 685
 686 /**
 687  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
 688  * dc mode so it only uses the available blocks.
 689  */
 690 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
 691
 692 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 693 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
 694 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h, const uint8_t *buf, int size);
 695 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 696 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 697
 698 /**
 699  * Decode a macroblock
 700  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 701  */
 702 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 703
 704 /**
 705  * Decode a CABAC coded macroblock
 706  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 707  */
 708 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 709
 710 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 711
 712 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
 713 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
 714 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
 715
 716 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 717                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 718                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 719 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
 720                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 721                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 722
 723 /**
 724  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 725  *
 726  * @param h H.264 context.
 727  */
 728 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 729
 730 /*
 731  * o-o o-o
 732  *  / / /
 733  * o-o o-o
 734  *  ,---'
 735  * o-o o-o
 736  *  / / /
 737  * o-o o-o
 738  */
 739
 740 /* Scan8 organization:
 741  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 742  * 0  DY    y y y y y
 743  * 1        y Y Y Y Y
 744  * 2        y Y Y Y Y
 745  * 3        y Y Y Y Y
 746  * 4        y Y Y Y Y
 747  * 5  DU    u u u u u
 748  * 6        u U U U U
 749  * 7        u U U U U
 750  * 8        u U U U U
 751  * 9        u U U U U
 752  * 10 DV    v v v v v
 753  * 11       v V V V V
 754  * 12       v V V V V
 755  * 13       v V V V V
 756  * 14       v V V V V
 757  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 758  */
 759
 760 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 761 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 762
 763 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 764 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
 765     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
 766     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
 767     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
 768     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
 769     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
 770     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
 771     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
 772     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
 773     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
 774     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
 775     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
 776     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
 777     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
 778 };
 779
 780 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
 781 {
 782 #if HAVE_BIGENDIAN
 783     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
 784 #else
 785     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
 786 #endif
 787 }
 788
 789 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
 790 {
 791 #if HAVE_BIGENDIAN
 792     return (b & 0xFF) + (a << 8);
 793 #else
 794     return (a & 0xFF) + (b << 8);
 795 #endif
 796 }
 797
 798 /**
 799  * Get the chroma qp.
 800  */
 801 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
 802 {
 803     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 804 }
 805
 806 /**
 807  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 808  */
 809 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
 810 {
 811     const int index8 = scan8[n];
 812     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 813     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 814     const int min    = FFMIN(left, top);
 815
 816     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
 817
 818     if (min < 0)
 819         return DC_PRED;
 820     else
 821         return min;
 822 }
 823
 824 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
 825 {
 826     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 827     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
 828
 829     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
 830     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
 831     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
 832     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
 833 }
 834
 835 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
 836 {
 837     const int mb_xy    = h->mb_xy;
 838     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
 839     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 840
 841     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
 842     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
 843     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
 844     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
 845     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
 846     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
 847     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
 848     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
 849
 850     if (!h->s.chroma_y_shift) {
 851         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
 852         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
 853         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
 854         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
 855     }
 856 }
 857
 858 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
 859                                                     MpegEncContext *const s,
 860                                                     int b_stride,
 861                                                     int b_xy, int b8_xy,
 862                                                     int mb_type, int list)
 863 {
 864     int16_t(*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
 865     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 866     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
 867     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
 868     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
 869     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
 870     if (CABAC) {
 871         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
 872                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 873         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 874         if (IS_SKIP(mb_type)) {
 875             AV_ZERO128(mvd_dst);
 876         } else {
 877             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
 878             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
 879             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
 880             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
 881         }
 882     }
 883
 884     {
 885         int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
 886         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 887         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
 888         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
 889         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
 890         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
 891     }
 892 }
 893
 894 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
 895 {
 896     MpegEncContext *const s = &h->s;
 897     const int b_stride      = h->b_stride;
 898     const int b_xy  = 4 * s->mb_x + 4 * s->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
 899     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
 900
 901     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
 902         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 903     } else {
 904         fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
 905                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 906     }
 907     if (USES_LIST(mb_type, 1))
 908         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 909
 910     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC) {
 911         if (IS_8X8(mb_type)) {
 912             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
 913             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
 914             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
 915             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
 916         }
 917     }
 918 }
 919
 920 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
 921 {
 922     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
 923         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 924                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
 925                   0x0001000100010001ULL));
 926     else
 927         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
 928                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
 929                   0x0001000100010001ULL));
 930 }
 931
 932 #endif /* AVCODEC_H264_H */