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

   1 /*
   2  * HEVC video decoder
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 - 2013 Guillaume Martres
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #ifndef AVCODEC_HEVC_H
  24 #define AVCODEC_HEVC_H
  25
  26 #include <stddef.h>
  27 #include <stdint.h>
  28
  29 #include "libavutil/buffer.h"
  30 #include "libavutil/md5.h"
  31
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "cabac.h"
  34 #include "dsputil.h"
  35 #include "get_bits.h"
  36 #include "hevcdsp.h"
  37 #include "internal.h"
  38 #include "thread.h"
  39 #include "videodsp.h"
  40
  41 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
  42 #define MAX_REFS 16
  43
  44 /**
  45  * 7.4.2.1
  46  */
  47 #define MAX_SUB_LAYERS 7
  48 #define MAX_VPS_COUNT 16
  49 #define MAX_SPS_COUNT 32
  50 #define MAX_PPS_COUNT 256
  51 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
  52 #define MAX_CU_SIZE 128
  53
  54 //TODO: check if this is really the maximum
  55 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
  56
  57 #define MAX_TB_SIZE 32
  58 #define MAX_PB_SIZE 64
  59 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
  60 #define MAX_QP 51
  61 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
  62
  63 #define HEVC_CONTEXTS 183
  64
  65 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
  66
  67 #define L0 0
  68 #define L1 1
  69
  70 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
  71 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
  72 #define EPEL_EXTRA        3
  73
  74 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
  75
  76 /**
  77  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
  78  */
  79 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
  80 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
  81 #define SAMPLE_CBF(tab, x, y) ((tab)[((y) & ((1<<log2_trafo_size)-1)) * MAX_CU_SIZE + ((x) & ((1<<log2_trafo_size)-1))])
  82
  83 #define IS_IDR(s) (s->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
  84 #define IS_BLA(s) (s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
  85                    s->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
  86 #define IS_IRAP(s) (s->nal_unit_type >= 16 && s->nal_unit_type <= 23)
  87
  88 /**
  89  * Table 7-3: NAL unit type codes
  90  */
  91 enum NALUnitType {
  92     NAL_TRAIL_N    = 0,
  93     NAL_TRAIL_R    = 1,
  94     NAL_TSA_N      = 2,
  95     NAL_TSA_R      = 3,
  96     NAL_STSA_N     = 4,
  97     NAL_STSA_R     = 5,
  98     NAL_RADL_N     = 6,
  99     NAL_RADL_R     = 7,
 100     NAL_RASL_N     = 8,
 101     NAL_RASL_R     = 9,
 102     NAL_BLA_W_LP   = 16,
 103     NAL_BLA_W_RADL = 17,
 104     NAL_BLA_N_LP   = 18,
 105     NAL_IDR_W_RADL = 19,
 106     NAL_IDR_N_LP   = 20,
 107     NAL_CRA_NUT    = 21,
 108     NAL_VPS        = 32,
 109     NAL_SPS        = 33,
 110     NAL_PPS        = 34,
 111     NAL_AUD        = 35,
 112     NAL_EOS_NUT    = 36,
 113     NAL_EOB_NUT    = 37,
 114     NAL_FD_NUT     = 38,
 115     NAL_SEI_PREFIX = 39,
 116     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
 117 };
 118
 119 enum RPSType {
 120     ST_CURR_BEF = 0,
 121     ST_CURR_AFT,
 122     ST_FOLL,
 123     LT_CURR,
 124     LT_FOLL,
 125     NB_RPS_TYPE,
 126 };
 127
 128 enum SliceType {
 129     B_SLICE = 0,
 130     P_SLICE = 1,
 131     I_SLICE = 2,
 132 };
 133
 134 enum SyntaxElement {
 135     SAO_MERGE_FLAG = 0,
 136     SAO_TYPE_IDX,
 137     SAO_EO_CLASS,
 138     SAO_BAND_POSITION,
 139     SAO_OFFSET_ABS,
 140     SAO_OFFSET_SIGN,
 141     END_OF_SLICE_FLAG,
 142     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
 143     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
 144     SKIP_FLAG,
 145     CU_QP_DELTA,
 146     PRED_MODE_FLAG,
 147     PART_MODE,
 148     PCM_FLAG,
 149     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
 150     MPM_IDX,
 151     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
 152     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
 153     MERGE_FLAG,
 154     MERGE_IDX,
 155     INTER_PRED_IDC,
 156     REF_IDX_L0,
 157     REF_IDX_L1,
 158     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
 159     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
 160     ABS_MVD_MINUS2,
 161     MVD_SIGN_FLAG,
 162     MVP_LX_FLAG,
 163     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
 164     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
 165     CBF_LUMA,
 166     CBF_CB_CR,
 167     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
 168     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
 169     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
 170     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
 171     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
 172     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
 173     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
 174     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
 175     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
 176     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
 177     COEFF_SIGN_FLAG,
 178 };
 179
 180 enum PartMode {
 181     PART_2Nx2N = 0,
 182     PART_2NxN  = 1,
 183     PART_Nx2N  = 2,
 184     PART_NxN   = 3,
 185     PART_2NxnU = 4,
 186     PART_2NxnD = 5,
 187     PART_nLx2N = 6,
 188     PART_nRx2N = 7,
 189 };
 190
 191 enum PredMode {
 192     MODE_INTER = 0,
 193     MODE_INTRA,
 194     MODE_SKIP,
 195 };
 196
 197 enum InterPredIdc {
 198     PRED_L0 = 0,
 199     PRED_L1,
 200     PRED_BI,
 201 };
 202
 203 enum IntraPredMode {
 204     INTRA_PLANAR = 0,
 205     INTRA_DC,
 206     INTRA_ANGULAR_2,
 207     INTRA_ANGULAR_3,
 208     INTRA_ANGULAR_4,
 209     INTRA_ANGULAR_5,
 210     INTRA_ANGULAR_6,
 211     INTRA_ANGULAR_7,
 212     INTRA_ANGULAR_8,
 213     INTRA_ANGULAR_9,
 214     INTRA_ANGULAR_10,
 215     INTRA_ANGULAR_11,
 216     INTRA_ANGULAR_12,
 217     INTRA_ANGULAR_13,
 218     INTRA_ANGULAR_14,
 219     INTRA_ANGULAR_15,
 220     INTRA_ANGULAR_16,
 221     INTRA_ANGULAR_17,
 222     INTRA_ANGULAR_18,
 223     INTRA_ANGULAR_19,
 224     INTRA_ANGULAR_20,
 225     INTRA_ANGULAR_21,
 226     INTRA_ANGULAR_22,
 227     INTRA_ANGULAR_23,
 228     INTRA_ANGULAR_24,
 229     INTRA_ANGULAR_25,
 230     INTRA_ANGULAR_26,
 231     INTRA_ANGULAR_27,
 232     INTRA_ANGULAR_28,
 233     INTRA_ANGULAR_29,
 234     INTRA_ANGULAR_30,
 235     INTRA_ANGULAR_31,
 236     INTRA_ANGULAR_32,
 237     INTRA_ANGULAR_33,
 238     INTRA_ANGULAR_34,
 239 };
 240
 241 enum SAOType {
 242     SAO_NOT_APPLIED = 0,
 243     SAO_BAND,
 244     SAO_EDGE,
 245 };
 246
 247 enum SAOEOClass {
 248     SAO_EO_HORIZ = 0,
 249     SAO_EO_VERT,
 250     SAO_EO_135D,
 251     SAO_EO_45D,
 252 };
 253
 254 enum ScanType {
 255     SCAN_DIAG = 0,
 256     SCAN_HORIZ,
 257     SCAN_VERT,
 258 };
 259
 260 typedef struct ShortTermRPS {
 261     int num_negative_pics;
 262     int num_delta_pocs;
 263     int32_t delta_poc[32];
 264     uint8_t used[32];
 265 } ShortTermRPS;
 266
 267 typedef struct LongTermRPS {
 268     int     poc[32];
 269     uint8_t used[32];
 270     uint8_t nb_refs;
 271 } LongTermRPS;
 272
 273 typedef struct RefPicList {
 274     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
 275     int list[MAX_REFS];
 276     int isLongTerm[MAX_REFS];
 277     int nb_refs;
 278 } RefPicList;
 279
 280 typedef struct RefPicListTab {
 281     RefPicList refPicList[2];
 282 } RefPicListTab;
 283
 284 typedef struct HEVCWindow {
 285     int left_offset;
 286     int right_offset;
 287     int top_offset;
 288     int bottom_offset;
 289 } HEVCWindow;
 290
 291 typedef struct VUI {
 292     AVRational sar;
 293
 294     int overscan_info_present_flag;
 295     int overscan_appropriate_flag;
 296
 297     int video_signal_type_present_flag;
 298     int video_format;
 299     int video_full_range_flag;
 300     int colour_description_present_flag;
 301     uint8_t colour_primaries;
 302     uint8_t transfer_characteristic;
 303     uint8_t matrix_coeffs;
 304
 305     int chroma_loc_info_present_flag;
 306     int chroma_sample_loc_type_top_field;
 307     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
 308     int neutra_chroma_indication_flag;
 309
 310     int field_seq_flag;
 311     int frame_field_info_present_flag;
 312
 313     int default_display_window_flag;
 314     HEVCWindow def_disp_win;
 315
 316     int vui_timing_info_present_flag;
 317     uint32_t vui_num_units_in_tick;
 318     uint32_t vui_time_scale;
 319     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 320     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
 321     int vui_hrd_parameters_present_flag;
 322
 323     int bitstream_restriction_flag;
 324     int tiles_fixed_structure_flag;
 325     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
 326     int restricted_ref_pic_lists_flag;
 327     int min_spatial_segmentation_idc;
 328     int max_bytes_per_pic_denom;
 329     int max_bits_per_min_cu_denom;
 330     int log2_max_mv_length_horizontal;
 331     int log2_max_mv_length_vertical;
 332 } VUI;
 333
 334 typedef struct PTLCommon {
 335     uint8_t profile_space;
 336     uint8_t tier_flag;
 337     uint8_t profile_idc;
 338     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
 339     uint8_t level_idc;
 340     uint8_t progressive_source_flag;
 341     uint8_t interlaced_source_flag;
 342     uint8_t non_packed_constraint_flag;
 343     uint8_t frame_only_constraint_flag;
 344 } PTLCommon;
 345
 346 typedef struct PTL {
 347     PTLCommon general_ptl;
 348     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
 349
 350     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 351     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 352 } PTL;
 353
 354 typedef struct HEVCVPS {
 355     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
 356     int vps_max_layers;
 357     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
 358
 359     PTL ptl;
 360     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
 361     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
 362     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
 363     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
 364     int vps_max_layer_id;
 365     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
 366     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
 367     uint32_t vps_num_units_in_tick;
 368     uint32_t vps_time_scale;
 369     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
 370     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
 371     int vps_num_hrd_parameters;
 372 } HEVCVPS;
 373
 374 typedef struct ScalingList {
 375     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 376      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 377     uint8_t sl[4][6][64];
 378     uint8_t sl_dc[2][6];
 379 } ScalingList;
 380
 381 typedef struct HEVCSPS {
 382     int vps_id;
 383     int chroma_format_idc;
 384     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 385
 386     ///< output (i.e. cropped) values
 387     int output_width, output_height;
 388     HEVCWindow output_window;
 389
 390     HEVCWindow pic_conf_win;
 391
 392     int bit_depth;
 393     int pixel_shift;
 394     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 395
 396     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 397     int pcm_enabled_flag;
 398
 399     int max_sub_layers;
 400     struct {
 401         int max_dec_pic_buffering;
 402         int num_reorder_pics;
 403         int max_latency_increase;
 404     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
 405
 406     VUI vui;
 407     PTL ptl;
 408
 409     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 410     ScalingList scaling_list;
 411
 412     unsigned int nb_st_rps;
 413     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
 414
 415     uint8_t amp_enabled_flag;
 416     uint8_t sao_enabled;
 417
 418     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 419     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
 420     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
 421     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 422
 423     struct {
 424         uint8_t bit_depth;
 425         uint8_t bit_depth_chroma;
 426         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 427         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 428         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 429     } pcm;
 430     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 431     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 432
 433     unsigned int log2_min_cb_size;
 434     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 435     unsigned int log2_min_tb_size;
 436     unsigned int log2_max_trafo_size;
 437     unsigned int log2_ctb_size;
 438     unsigned int log2_min_pu_size;
 439
 440     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 441     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 442
 443     ///< coded frame dimension in various units
 444     int width;
 445     int height;
 446     int ctb_width;
 447     int ctb_height;
 448     int ctb_size;
 449     int min_cb_width;
 450     int min_cb_height;
 451     int min_tb_width;
 452     int min_tb_height;
 453     int min_pu_width;
 454     int min_pu_height;
 455
 456     int hshift[3];
 457     int vshift[3];
 458
 459     int qp_bd_offset;
 460 } HEVCSPS;
 461
 462 typedef struct HEVCPPS {
 463     int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 464
 465     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 466
 467     uint8_t cabac_init_present_flag;
 468
 469     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 470     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 471     int pic_init_qp_minus26;
 472
 473     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 474     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 475
 476     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 477     int diff_cu_qp_delta_depth;
 478
 479     int cb_qp_offset;
 480     int cr_qp_offset;
 481     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 482     uint8_t weighted_pred_flag;
 483     uint8_t weighted_bipred_flag;
 484     uint8_t output_flag_present_flag;
 485     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 486
 487     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 488     uint8_t tiles_enabled_flag;
 489     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 490
 491     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 492     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 493     uint8_t uniform_spacing_flag;
 494     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 495
 496     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 497
 498     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 499     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 500     uint8_t disable_dbf;
 501     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 502     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 503
 504     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 505     ScalingList scaling_list;
 506
 507     uint8_t lists_modification_present_flag;
 508     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 509     int num_extra_slice_header_bits;
 510     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 511
 512     // Inferred parameters
 513     int *column_width;  ///< ColumnWidth
 514     int *row_height;    ///< RowHeight
 515     int *col_bd;        ///< ColBd
 516     int *row_bd;        ///< RowBd
 517     int *col_idxX;
 518
 519     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 520     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 521     int *tile_id;           ///< TileId
 522     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 523     int *min_cb_addr_zs;    ///< MinCbAddrZS
 524     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 525 } HEVCPPS;
 526
 527 typedef struct SliceHeader {
 528     int pps_id;
 529
 530     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
 531     unsigned int   slice_segment_addr;
 532     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
 533     unsigned int   slice_addr;
 534
 535     enum SliceType slice_type;
 536
 537     int pic_order_cnt_lsb;
 538
 539     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
 540     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
 541     uint8_t pic_output_flag;
 542     uint8_t colour_plane_id;
 543
 544     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
 545     ShortTermRPS slice_rps;
 546     const ShortTermRPS *short_term_rps;
 547     LongTermRPS long_term_rps;
 548     unsigned int list_entry_lx[2][32];
 549
 550     uint8_t rpl_modification_flag[2];
 551     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
 552     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
 553
 554     unsigned int nb_refs[2];
 555
 556     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
 557     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
 558
 559     uint8_t cabac_init_flag;
 560     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
 561     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 562     uint8_t collocated_list;
 563
 564     unsigned int collocated_ref_idx;
 565
 566     int slice_qp_delta;
 567     int slice_cb_qp_offset;
 568     int slice_cr_qp_offset;
 569
 570     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 571     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 572
 573     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 574
 575     int num_entry_point_offsets;
 576
 577     int8_t slice_qp;
 578
 579     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 580     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 581
 582     int16_t luma_weight_l0[16];
 583     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 584     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 585     int16_t luma_weight_l1[16];
 586
 587     int16_t luma_offset_l0[16];
 588     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 589
 590     int16_t luma_offset_l1[16];
 591     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 592
 593     int slice_ctb_addr_rs;
 594 } SliceHeader;
 595
 596 typedef struct CodingTree {
 597     int depth; ///< ctDepth
 598 } CodingTree;
 599
 600 typedef struct CodingUnit {
 601     int x;
 602     int y;
 603
 604     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
 605     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
 606
 607     uint8_t rqt_root_cbf;
 608
 609     uint8_t pcm_flag;
 610
 611     // Inferred parameters
 612     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
 613     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
 614     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
 615 } CodingUnit;
 616
 617 typedef struct Mv {
 618     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
 619     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
 620 } Mv;
 621
 622 typedef struct MvField {
 623     Mv mv[2];
 624     int8_t ref_idx[2];
 625     int8_t pred_flag[2];
 626     uint8_t is_intra;
 627 } MvField;
 628
 629 typedef struct NeighbourAvailable {
 630     int cand_bottom_left;
 631     int cand_left;
 632     int cand_up;
 633     int cand_up_left;
 634     int cand_up_right;
 635     int cand_up_right_sap;
 636 } NeighbourAvailable;
 637
 638 typedef struct PredictionUnit {
 639     int mpm_idx;
 640     int rem_intra_luma_pred_mode;
 641     uint8_t intra_pred_mode[4];
 642     Mv mvd;
 643     uint8_t merge_flag;
 644     uint8_t intra_pred_mode_c;
 645 } PredictionUnit;
 646
 647 typedef struct TransformTree {
 648     uint8_t cbf_cb[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
 649     uint8_t cbf_cr[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
 650     uint8_t cbf_luma;
 651
 652     // Inferred parameters
 653     uint8_t inter_split_flag;
 654 } TransformTree;
 655
 656 typedef struct TransformUnit {
 657     int cu_qp_delta;
 658
 659     // Inferred parameters;
 660     int cur_intra_pred_mode;
 661     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
 662 } TransformUnit;
 663
 664 typedef struct DBParams {
 665     int beta_offset;
 666     int tc_offset;
 667 } DBParams;
 668
 669 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
 670 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
 671 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
 672
 673 typedef struct HEVCFrame {
 674     AVFrame *frame;
 675     ThreadFrame tf;
 676     MvField *tab_mvf;
 677     RefPicList *refPicList;
 678     RefPicListTab **rpl_tab;
 679     int ctb_count;
 680     int poc;
 681     struct HEVCFrame *collocated_ref;
 682
 683     HEVCWindow window;
 684
 685     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
 686     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
 687     AVBufferRef *rpl_buf;
 688
 689     /**
 690      * A sequence counter, so that old frames are output first
 691      * after a POC reset
 692      */
 693     uint16_t sequence;
 694
 695     /**
 696      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
 697      */
 698     uint8_t flags;
 699 } HEVCFrame;
 700
 701 typedef struct HEVCNAL {
 702     uint8_t *rbsp_buffer;
 703     int rbsp_buffer_size;
 704
 705     int size;
 706     const uint8_t *data;
 707 } HEVCNAL;
 708
 709 struct HEVCContext;
 710
 711 typedef struct HEVCPredContext {
 712     void (*intra_pred)(struct HEVCContext *s, int x0, int y0,
 713                        int log2_size, int c_idx);
 714
 715     void (*pred_planar[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
 716                            const uint8_t *left, ptrdiff_t stride);
 717     void (*pred_dc)(uint8_t *src, const uint8_t *top, const uint8_t *left,
 718                     ptrdiff_t stride, int log2_size, int c_idx);
 719     void (*pred_angular[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
 720                             const uint8_t *left, ptrdiff_t stride,
 721                             int c_idx, int mode);
 722 } HEVCPredContext;
 723
 724 typedef struct HEVCLocalContext {
 725     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
 726     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 727
 728     uint8_t first_qp_group;
 729
 730     GetBitContext gb;
 731     CABACContext cc;
 732     TransformTree tt;
 733
 734     int8_t qp_y;
 735     int8_t curr_qp_y;
 736
 737     TransformUnit tu;
 738
 739     uint8_t ctb_left_flag;
 740     uint8_t ctb_up_flag;
 741     uint8_t ctb_up_right_flag;
 742     uint8_t ctb_up_left_flag;
 743     int     start_of_tiles_x;
 744     int     end_of_tiles_x;
 745     int     end_of_tiles_y;
 746     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
 747     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 748     CodingTree ct;
 749     CodingUnit cu;
 750     PredictionUnit pu;
 751     NeighbourAvailable na;
 752
 753     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
 754     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
 755 } HEVCLocalContext;
 756
 757 typedef struct HEVCContext {
 758     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
 759     AVCodecContext *avctx;
 760
 761     HEVCLocalContext HEVClc;
 762
 763     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 764
 765     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
 766     uint8_t slice_initialized;
 767
 768     AVFrame *frame;
 769     AVFrame *sao_frame;
 770     AVFrame *tmp_frame;
 771     AVFrame *output_frame;
 772
 773     const HEVCVPS *vps;
 774     const HEVCSPS *sps;
 775     const HEVCPPS *pps;
 776     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
 777     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
 778     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
 779
 780     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
 781     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
 782
 783     ///< candidate references for the current frame
 784     RefPicList rps[5];
 785
 786     SliceHeader sh;
 787     SAOParams *sao;
 788     DBParams *deblock;
 789     enum NALUnitType nal_unit_type;
 790     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
 791     HEVCFrame *ref;
 792     HEVCFrame DPB[32];
 793     int poc;
 794     int pocTid0;
 795     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
 796     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
 797     int max_ra;
 798     int bs_width;
 799     int bs_height;
 800
 801     int is_decoded;
 802
 803     HEVCPredContext hpc;
 804     HEVCDSPContext hevcdsp;
 805     VideoDSPContext vdsp;
 806     DSPContext dsp;
 807     int8_t *qp_y_tab;
 808     uint8_t *split_cu_flag;
 809     uint8_t *horizontal_bs;
 810     uint8_t *vertical_bs;
 811
 812     int32_t *tab_slice_address;
 813
 814     //  CU
 815     uint8_t *skip_flag;
 816     uint8_t *tab_ct_depth;
 817     // PU
 818     uint8_t *tab_ipm;
 819
 820     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
 821     uint8_t *is_pcm;
 822
 823     // CTB-level flags affecting loop filter operation
 824     uint8_t *filter_slice_edges;
 825
 826     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
 827     uint8_t *checksum_buf;
 828     int      checksum_buf_size;
 829
 830     /**
 831      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
 832      * frames are output first after a POC reset
 833      */
 834     uint16_t seq_decode;
 835     uint16_t seq_output;
 836
 837     HEVCNAL *nals;
 838     int nb_nals;
 839     int nals_allocated;
 840
 841     // for checking the frame checksums
 842     struct AVMD5 *md5_ctx;
 843     uint8_t       md5[3][16];
 844     uint8_t is_md5;
 845
 846     uint8_t context_initialized;
 847     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
 848                             ///< as a format defined in 14496-15
 849     int apply_defdispwin;
 850
 851     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 852     int nuh_layer_id;
 853
 854     /** frame packing arrangement variables */
 855     int sei_frame_packing_present;
 856     int frame_packing_arrangement_type;
 857     int content_interpretation_type;
 858     int quincunx_subsampling;
 859 } HEVCContext;
 860
 861 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
 862                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 863 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
 864 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
 865 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
 866 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
 867
 868 /**
 869  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
 870  */
 871 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
 872
 873 /**
 874  * Drop all frames currently in DPB.
 875  */
 876 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
 877
 878 /**
 879  * Compute POC of the current frame and return it.
 880  */
 881 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
 882
 883 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
 884                                  int x0, int y0);
 885
 886 /**
 887  * Construct the reference picture sets for the current frame.
 888  */
 889 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
 890
 891 /**
 892  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
 893  */
 894 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
 895
 896 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 897 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 898 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 899 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
 900 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
 901 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
 902 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
 903 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
 904 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
 905 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
 906 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 907                              int x_cb, int y_cb);
 908 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 909 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
 910                                           int x0, int y0);
 911 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
 912 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
 913 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
 914 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
 915 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 916 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 917 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
 918 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 919 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
 920 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
 921 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
 922 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
 923 int ff_hevc_abs_mvd_greater0_flag_decode(HEVCContext *s);
 924 int ff_hevc_abs_mvd_greater1_flag_decode(HEVCContext *s);
 925 int ff_hevc_mvd_decode(HEVCContext *s);
 926 int ff_hevc_mvd_sign_flag_decode(HEVCContext *s);
 927 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
 928 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
 929 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
 930 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
 931 int ff_hevc_last_significant_coeff_x_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 932                                                    int log2_size);
 933 int ff_hevc_last_significant_coeff_y_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 934                                                    int log2_size);
 935 int ff_hevc_last_significant_coeff_suffix_decode(HEVCContext *s,
 936                                                  int last_significant_coeff_prefix);
 937 int ff_hevc_significant_coeff_group_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 938                                                 int ctx_cg);
 939 int ff_hevc_significant_coeff_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx, int x_c,
 940                                           int y_c, int log2_trafo_size,
 941                                           int scan_idx, int prev_sig);
 942 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater1_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 943                                                  int ctx_set);
 944 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater2_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 945                                                  int inc);
 946 int ff_hevc_coeff_abs_level_remaining(HEVCContext *s, int base_level,
 947                                       int rc_rice_param);
 948 int ff_hevc_coeff_sign_flag(HEVCContext *s, uint8_t nb);
 949
 950 /**
 951  * Get the number of candidate references for the current frame.
 952  */
 953 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
 954
 955 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
 956
 957 /**
 958  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
 959  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
 960  */
 961 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
 962
 963 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
 964
 965 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 966                                      int nPbW, int nPbH);
 967 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 968                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
 969                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
 970 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 971                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
 972                               int part_idx, int merge_idx,
 973                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
 974 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
 975                      int log2_cb_size);
 976 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 977                                            int log2_trafo_size,
 978                                            int slice_or_tiles_up_boundary,
 979                                            int slice_or_tiles_left_boundary);
 980 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
 981 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
 982 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
 983 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
 984
 985 void ff_hevc_pps_free(HEVCPPS **ppps);
 986
 987 void ff_hevc_pred_init(HEVCPredContext *hpc, int bit_depth);
 988
 989 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
 990 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
 991 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
 992
 993 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
 994 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
 995 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
 996 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
 997
 998 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */