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