git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h264dec.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 / MPEG-4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_H264DEC_H
  29 #define AVCODEC_H264DEC_H
  30
  31 #include "libavutil/buffer.h"
  32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  33 #include "libavutil/thread.h"
  34
  35 #include "cabac.h"
  36 #include "error_resilience.h"
  37 #include "h264_parse.h"
  38 #include "h264_ps.h"
  39 #include "h264_sei.h"
  40 #include "h2645_parse.h"
  41 #include "h264chroma.h"
  42 #include "h264dsp.h"
  43 #include "h264pred.h"
  44 #include "h264qpel.h"
  45 #include "internal.h"
  46 #include "mpegutils.h"
  47 #include "parser.h"
  48 #include "qpeldsp.h"
  49 #include "rectangle.h"
  50 #include "videodsp.h"
  51
  52 #define H264_MAX_PICTURE_COUNT 36
  53
  54 #define MAX_MMCO_COUNT         66
  55
  56 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
  57
  58 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
  59
  60 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  61  * of progressive decoding by about 2%. */
  62 #define ALLOW_INTERLACE
  63
  64 #define FMO 0
  65
  66 /**
  67  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  68  * must be a power of 2
  69  */
  70 #define MAX_SLICES 32
  71
  72 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  73 #define MB_MBAFF(h)    (h)->mb_mbaff
  74 #define MB_FIELD(sl)  (sl)->mb_field_decoding_flag
  75 #define FRAME_MBAFF(h) (h)->mb_aff_frame
  76 #define FIELD_PICTURE(h) ((h)->picture_structure != PICT_FRAME)
  77 #define LEFT_MBS 2
  78 #define LTOP     0
  79 #define LBOT     1
  80 #define LEFT(i)  (i)
  81 #else
  82 #define MB_MBAFF(h)      0
  83 #define MB_FIELD(sl)     0
  84 #define FRAME_MBAFF(h)   0
  85 #define FIELD_PICTURE(h) 0
  86 #undef  IS_INTERLACED
  87 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  88 #define LEFT_MBS 1
  89 #define LTOP     0
  90 #define LBOT     0
  91 #define LEFT(i)  0
  92 #endif
  93 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
  94
  95 #ifndef CABAC
  96 #define CABAC(h) (h)->ps.pps->cabac
  97 #endif
  98
  99 #define CHROMA(h)    ((h)->ps.sps->chroma_format_idc)
 100 #define CHROMA422(h) ((h)->ps.sps->chroma_format_idc == 2)
 101 #define CHROMA444(h) ((h)->ps.sps->chroma_format_idc == 3)
 102
 103 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
 104 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
 105 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
 106 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
 107
 108 /**
 109  * Memory management control operation opcode.
 110  */
 111 typedef enum MMCOOpcode {
 112     MMCO_END = 0,
 113     MMCO_SHORT2UNUSED,
 114     MMCO_LONG2UNUSED,
 115     MMCO_SHORT2LONG,
 116     MMCO_SET_MAX_LONG,
 117     MMCO_RESET,
 118     MMCO_LONG,
 119 } MMCOOpcode;
 120
 121 /**
 122  * Memory management control operation.
 123  */
 124 typedef struct MMCO {
 125     MMCOOpcode opcode;
 126     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 127     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 128 } MMCO;
 129
 130 typedef struct H264Picture {
 131     AVFrame *f;
 132     ThreadFrame tf;
 133
 134     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 135     int8_t *qscale_table;
 136
 137     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 138     int16_t (*motion_val[2])[2];
 139
 140     AVBufferRef *mb_type_buf;
 141     uint32_t *mb_type;
 142
 143     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 144     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
 145
 146     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 147     int8_t *ref_index[2];
 148
 149     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
 150     int poc;                ///< frame POC
 151     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
 152     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
 153                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
 154     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
 155                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
 156     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
 157     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames/fields used as reference (FIXME need per slice)
 158     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
 159     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
 160     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
 161
 162     int reference;
 163     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
 164     int invalid_gap;
 165     int sei_recovery_frame_cnt;
 166
 167     int crop;
 168     int crop_left;
 169     int crop_top;
 170 } H264Picture;
 171
 172 typedef struct H264Ref {
 173     uint8_t *data[3];
 174     int linesize[3];
 175
 176     int reference;
 177     int poc;
 178     int pic_id;
 179
 180     H264Picture *parent;
 181 } H264Ref;
 182
 183 typedef struct H264SliceContext {
 184     struct H264Context *h264;
 185     GetBitContext gb;
 186     ERContext er;
 187
 188     int slice_num;
 189     int slice_type;
 190     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 191     int slice_type_fixed;
 192
 193     int qscale;
 194     int chroma_qp[2];   // QPc
 195     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 196     int last_qscale_diff;
 197
 198     // deblock
 199     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
 200     int slice_alpha_c0_offset;
 201     int slice_beta_offset;
 202
 203     H264PredWeightTable pwt;
 204
 205     int prev_mb_skipped;
 206     int next_mb_skipped;
 207
 208     int chroma_pred_mode;
 209     int intra16x16_pred_mode;
 210
 211     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
 212     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 213
 214     int topleft_mb_xy;
 215     int top_mb_xy;
 216     int topright_mb_xy;
 217     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 218
 219     int topleft_type;
 220     int top_type;
 221     int topright_type;
 222     int left_type[LEFT_MBS];
 223
 224     const uint8_t *left_block;
 225     int topleft_partition;
 226
 227     unsigned int topleft_samples_available;
 228     unsigned int top_samples_available;
 229     unsigned int topright_samples_available;
 230     unsigned int left_samples_available;
 231
 232     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
 233     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
 234     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
 235
 236     int mb_x, mb_y;
 237     int mb_xy;
 238     int resync_mb_x;
 239     int resync_mb_y;
 240     unsigned int first_mb_addr;
 241     // index of the first MB of the next slice
 242     int next_slice_idx;
 243     int mb_skip_run;
 244     int is_complex;
 245
 246     int picture_structure;
 247     int mb_field_decoding_flag;
 248     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 249
 250     int redundant_pic_count;
 251
 252     /**
 253      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 254      */
 255     int neighbor_transform_size;
 256
 257     int direct_spatial_mv_pred;
 258     int col_parity;
 259     int col_fieldoff;
 260
 261     int cbp;
 262     int top_cbp;
 263     int left_cbp;
 264
 265     int dist_scale_factor[32];
 266     int dist_scale_factor_field[2][32];
 267     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
 268     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
 269
 270     /**
 271      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 272      */
 273     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 274     unsigned int list_count;
 275     H264Ref ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 276                                          *   Reordered version of default_ref_list
 277                                          *   according to picture reordering in slice header */
 278     struct {
 279         uint8_t op;
 280         uint32_t val;
 281     } ref_modifications[2][32];
 282     int nb_ref_modifications[2];
 283
 284     unsigned int pps_id;
 285
 286     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
 287     int16_t *dc_val_base;
 288
 289     uint8_t *bipred_scratchpad;
 290     uint8_t *edge_emu_buffer;
 291     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
 292     int bipred_scratchpad_allocated;
 293     int edge_emu_buffer_allocated;
 294     int top_borders_allocated[2];
 295
 296     /**
 297      * non zero coeff count cache.
 298      * is 64 if not available.
 299      */
 300     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
 301
 302     /**
 303      * Motion vector cache.
 304      */
 305     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
 306     DECLARE_ALIGNED(8,  int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
 307     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
 308     uint8_t direct_cache[5 * 8];
 309
 310     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 311
 312     ///< as a DCT coefficient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
 313     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2];
 314     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
 315     ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either
 316     ///< check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
 317     int16_t mb_padding[256 * 2];
 318
 319     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 320
 321     /**
 322      * Cabac
 323      */
 324     CABACContext cabac;
 325     uint8_t cabac_state[1024];
 326     int cabac_init_idc;
 327
 328     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 329     int  nb_mmco;
 330     int explicit_ref_marking;
 331
 332     int frame_num;
 333     int poc_lsb;
 334     int delta_poc_bottom;
 335     int delta_poc[2];
 336     int curr_pic_num;
 337     int max_pic_num;
 338 } H264SliceContext;
 339
 340 /**
 341  * H264Context
 342  */
 343 typedef struct H264Context {
 344     const AVClass *class;
 345     AVCodecContext *avctx;
 346     VideoDSPContext vdsp;
 347     H264DSPContext h264dsp;
 348     H264ChromaContext h264chroma;
 349     H264QpelContext h264qpel;
 350
 351     H264Picture DPB[H264_MAX_PICTURE_COUNT];
 352     H264Picture *cur_pic_ptr;
 353     H264Picture cur_pic;
 354     H264Picture last_pic_for_ec;
 355
 356     H264SliceContext *slice_ctx;
 357     int            nb_slice_ctx;
 358
 359     H2645Packet pkt;
 360
 361     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H.264, 1 for high-bit-depth H.264
 362
 363     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
 364     int width, height;
 365     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
 366
 367     /**
 368      * Backup frame properties: needed, because they can be different
 369      * between returned frame and last decoded frame.
 370      **/
 371     int backup_width;
 372     int backup_height;
 373     enum AVPixelFormat backup_pix_fmt;
 374
 375     int droppable;
 376     int coded_picture_number;
 377
 378     int context_initialized;
 379     int flags;
 380     int workaround_bugs;
 381     /* Set when slice threading is used and at least one slice uses deblocking
 382      * mode 1 (i.e. across slice boundaries). Then we disable the loop filter
 383      * during normal MB decoding and execute it serially at the end.
 384      */
 385     int postpone_filter;
 386
 387     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
 388     H264PredContext hpc;
 389
 390     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 391
 392 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
 393 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 394
 395     /**
 396      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 397      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 398      */
 399     int block_offset[2 * (16 * 3)];
 400
 401     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
 402     uint32_t *mb2br_xy;
 403     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
 404
 405     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 406
 407     // interlacing specific flags
 408     int mb_aff_frame;
 409     int picture_structure;
 410     int first_field;
 411
 412     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 413
 414     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
 415     uint16_t *cbp_table;
 416
 417     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 418     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
 419     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
 420     uint8_t *direct_table;
 421
 422     uint8_t zigzag_scan[16];
 423     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 424     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 425     uint8_t field_scan[16];
 426     uint8_t field_scan8x8[64];
 427     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 428     uint8_t zigzag_scan_q0[16];
 429     uint8_t zigzag_scan8x8_q0[64];
 430     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc_q0[64];
 431     uint8_t field_scan_q0[16];
 432     uint8_t field_scan8x8_q0[64];
 433     uint8_t field_scan8x8_cavlc_q0[64];
 434
 435     int mb_y;
 436     int mb_height, mb_width;
 437     int mb_stride;
 438     int mb_num;
 439
 440     // =============================================================
 441     // Things below are not used in the MB or more inner code
 442
 443     int nal_ref_idc;
 444     int nal_unit_type;
 445
 446     /**
 447      * Used to parse AVC variant of H.264
 448      */
 449     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 450     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 451
 452     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
 453     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
 454
 455     H264ParamSets ps;
 456
 457     uint16_t *slice_table_base;
 458
 459     H264POCContext poc;
 460
 461     H264Ref default_ref[2];
 462     H264Picture *short_ref[32];
 463     H264Picture *long_ref[32];
 464     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
 465     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
 466     H264Picture *next_output_pic;
 467     int next_outputed_poc;
 468
 469     /**
 470      * memory management control operations buffer.
 471      */
 472     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 473     int  nb_mmco;
 474     int mmco_reset;
 475     int explicit_ref_marking;
 476
 477     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
 478     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
 479
 480     /**
 481      * @name Members for slice based multithreading
 482      * @{
 483      */
 484     /**
 485      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
 486      */
 487     int current_slice;
 488
 489     /**
 490      * Max number of threads / contexts.
 491      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 492      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 493      * reduced to 1.
 494      */
 495     int max_contexts;
 496
 497     /**
 498      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 499      *  displayed, 0 otherwise.
 500      */
 501     int single_decode_warning;
 502
 503     /** @} */
 504
 505     /**
 506      * Complement sei_pic_struct
 507      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 508      * However, soft telecined frames may have these values.
 509      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 510      */
 511     int prev_interlaced_frame;
 512
 513     /**
 514      * Are the SEI recovery points looking valid.
 515      */
 516     int valid_recovery_point;
 517
 518     /**
 519      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
 520      * be fully constructed.
 521      *
 522      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
 523      */
 524     int recovery_frame;
 525
 526 /**
 527  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
 528  * decodable.
 529  */
 530 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
 531 /**
 532  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
 533  * so all the following frames in presentation order are correct.
 534  */
 535 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
 536
 537     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
 538
 539     int has_recovery_point;
 540
 541     int missing_fields;
 542
 543     /* for frame threading, this is set to 1
 544      * after finish_setup() has been called, so we cannot modify
 545      * some context properties (which are supposed to stay constant between
 546      * slices) anymore */
 547     int setup_finished;
 548
 549     int cur_chroma_format_idc;
 550     int cur_bit_depth_luma;
 551     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
 552
 553     int enable_er;
 554
 555     H264SEIContext sei;
 556
 557     AVBufferPool *qscale_table_pool;
 558     AVBufferPool *mb_type_pool;
 559     AVBufferPool *motion_val_pool;
 560     AVBufferPool *ref_index_pool;
 561     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 562 } H264Context;
 563
 564 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 565
 566 /**
 567  * Uninit H264 param sets structure.
 568  */
 569
 570 void ff_h264_ps_uninit(H264ParamSets *ps);
 571
 572 /**
 573  * Reconstruct bitstream slice_type.
 574  */
 575 int ff_h264_get_slice_type(const H264SliceContext *sl);
 576
 577 /**
 578  * Allocate tables.
 579  * needs width/height
 580  */
 581 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 582
 583 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 584 int ff_h264_build_ref_list(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 585 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 586
 587 /**
 588  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 589  */
 590 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h);
 591
 592 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
 593                                    GetBitContext *gb);
 594
 595 void ff_h264_hl_decode_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 596 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 597 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 598
 599 /**
 600  * Decode a macroblock
 601  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 602  */
 603 int ff_h264_decode_mb_cavlc(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 604
 605 /**
 606  * Decode a CABAC coded macroblock
 607  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
 608  */
 609 int ff_h264_decode_mb_cabac(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 610
 611 void ff_h264_init_cabac_states(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 612
 613 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
 614 void ff_h264_direct_ref_list_init(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
 615 void ff_h264_pred_direct_motion(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl,
 616                                 int *mb_type);
 617
 618 void ff_h264_filter_mb_fast(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
 619                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 620                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 621 void ff_h264_filter_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
 622                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
 623                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 624
 625 /*
 626  * o-o o-o
 627  *  / / /
 628  * o-o o-o
 629  *  ,---'
 630  * o-o o-o
 631  *  / / /
 632  * o-o o-o
 633  */
 634
 635 /* Scan8 organization:
 636  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 637  * 0  DY    y y y y y
 638  * 1        y Y Y Y Y
 639  * 2        y Y Y Y Y
 640  * 3        y Y Y Y Y
 641  * 4        y Y Y Y Y
 642  * 5  DU    u u u u u
 643  * 6        u U U U U
 644  * 7        u U U U U
 645  * 8        u U U U U
 646  * 9        u U U U U
 647  * 10 DV    v v v v v
 648  * 11       v V V V V
 649  * 12       v V V V V
 650  * 13       v V V V V
 651  * 14       v V V V V
 652  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 653  */
 654
 655 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 656 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 657
 658 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 659 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
 660     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
 661     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
 662     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
 663     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
 664     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
 665     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
 666     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
 667     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
 668     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
 669     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
 670     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
 671     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
 672     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
 673 };
 674
 675 static av_always_inline uint32_t pack16to32(unsigned a, unsigned b)
 676 {
 677 #if HAVE_BIGENDIAN
 678     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
 679 #else
 680     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
 681 #endif
 682 }
 683
 684 static av_always_inline uint16_t pack8to16(unsigned a, unsigned b)
 685 {
 686 #if HAVE_BIGENDIAN
 687     return (b & 0xFF) + (a << 8);
 688 #else
 689     return (a & 0xFF) + (b << 8);
 690 #endif
 691 }
 692
 693 /**
 694  * Get the chroma qp.
 695  */
 696 static av_always_inline int get_chroma_qp(const PPS *pps, int t, int qscale)
 697 {
 698     return pps->chroma_qp_table[t][qscale];
 699 }
 700
 701 /**
 702  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
 703  */
 704 static av_always_inline int pred_intra_mode(const H264Context *h,
 705                                             H264SliceContext *sl, int n)
 706 {
 707     const int index8 = scan8[n];
 708     const int left   = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 709     const int top    = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 710     const int min    = FFMIN(left, top);
 711
 712     ff_tlog(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
 713
 714     if (min < 0)
 715         return DC_PRED;
 716     else
 717         return min;
 718 }
 719
 720 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(const H264Context *h,
 721                                                         H264SliceContext *sl)
 722 {
 723     int8_t *i4x4       = sl->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[sl->mb_xy];
 724     int8_t *i4x4_cache = sl->intra4x4_pred_mode_cache;
 725
 726     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
 727     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
 728     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
 729     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
 730 }
 731
 732 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(const H264Context *h,
 733                                                        H264SliceContext *sl)
 734 {
 735     const int mb_xy    = sl->mb_xy;
 736     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
 737     uint8_t *nnz_cache = sl->non_zero_count_cache;
 738
 739     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
 740     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
 741     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
 742     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
 743     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
 744     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
 745     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
 746     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
 747
 748     if (!h->chroma_y_shift) {
 749         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
 750         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
 751         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
 752         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
 753     }
 754 }
 755
 756 static av_always_inline void write_back_motion_list(const H264Context *h,
 757                                                     H264SliceContext *sl,
 758                                                     int b_stride,
 759                                                     int b_xy, int b8_xy,
 760                                                     int mb_type, int list)
 761 {
 762     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
 763     int16_t(*mv_src)[2] = &sl->mv_cache[list][scan8[0]];
 764     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
 765     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
 766     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
 767     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
 768     if (CABAC(h)) {
 769         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &sl->mvd_table[list][FMO ? 8 * sl->mb_xy
 770                                                         : h->mb2br_xy[sl->mb_xy]];
 771         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &sl->mvd_cache[list][scan8[0]];
 772         if (IS_SKIP(mb_type)) {
 773             AV_ZERO128(mvd_dst);
 774         } else {
 775             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
 776             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
 777             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
 778             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
 779         }
 780     }
 781
 782     {
 783         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
 784         int8_t *ref_cache = sl->ref_cache[list];
 785         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
 786         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
 787         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
 788         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
 789     }
 790 }
 791
 792 static av_always_inline void write_back_motion(const H264Context *h,
 793                                                H264SliceContext *sl,
 794                                                int mb_type)
 795 {
 796     const int b_stride      = h->b_stride;
 797     const int b_xy  = 4 * sl->mb_x + 4 * sl->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
 798     const int b8_xy = 4 * sl->mb_xy;
 799
 800     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
 801         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 802     } else {
 803         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
 804                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 805     }
 806     if (USES_LIST(mb_type, 1))
 807         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 808
 809     if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
 810         if (IS_8X8(mb_type)) {
 811             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * sl->mb_xy];
 812             direct_table[1] = sl->sub_mb_type[1] >> 1;
 813             direct_table[2] = sl->sub_mb_type[2] >> 1;
 814             direct_table[3] = sl->sub_mb_type[3] >> 1;
 815         }
 816     }
 817 }
 818
 819 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(const H264Context *h, H264SliceContext *sl)
 820 {
 821     if (h->ps.sps->direct_8x8_inference_flag)
 822         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
 823                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
 824                   0x0001000100010001ULL));
 825     else
 826         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
 827                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
 828                   0x0001000100010001ULL));
 829 }
 830
 831 static inline int find_start_code(const uint8_t *buf, int buf_size,
 832                            int buf_index, int next_avc)
 833 {
 834     uint32_t state = -1;
 835
 836     buf_index = avpriv_find_start_code(buf + buf_index, buf + next_avc + 1, &state) - buf - 1;
 837
 838     return FFMIN(buf_index, buf_size);
 839 }
 840
 841 int ff_h264_field_end(H264Context *h, H264SliceContext *sl, int in_setup);
 842
 843 int ff_h264_ref_picture(H264Context *h, H264Picture *dst, H264Picture *src);
 844 void ff_h264_unref_picture(H264Context *h, H264Picture *pic);
 845
 846 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
 847
 848 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int y, int height);
 849
 850 int ff_h264_decode_slice_header(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
 851                                 const H2645NAL *nal);
 852 #define SLICE_SINGLETHREAD 1
 853 #define SLICE_SKIPED 2
 854
 855 int ff_h264_execute_decode_slices(H264Context *h, unsigned context_count);
 856 int ff_h264_update_thread_context(AVCodecContext *dst,
 857                                   const AVCodecContext *src);
 858
 859 void ff_h264_flush_change(H264Context *h);
 860
 861 void ff_h264_free_tables(H264Context *h);
 862
 863 void ff_h264_set_erpic(ERPicture *dst, H264Picture *src);
 864
 865 #endif /* AVCODEC_H264DEC_H */