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 FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "libavutil/buffer.h"
  27 #include "libavutil/md5.h"
  28
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "bswapdsp.h"
  31 #include "cabac.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "hevcpred.h"
  34 #include "hevcdsp.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "thread.h"
  37 #include "videodsp.h"
  38
  39 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
  40 #define MAX_REFS 16
  41
  42 #define MAX_NB_THREADS 16
  43 #define SHIFT_CTB_WPP 2
  44
  45 /**
  46  * 7.4.2.1
  47  */
  48 #define MAX_SUB_LAYERS 7
  49 #define MAX_VPS_COUNT 16
  50 #define MAX_SPS_COUNT 32
  51 #define MAX_PPS_COUNT 256
  52 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
  53 #define MAX_CU_SIZE 128
  54
  55 //TODO: check if this is really the maximum
  56 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
  57
  58 #define MAX_TB_SIZE 32
  59 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
  60 #define MAX_QP 51
  61 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
  62
  63 #define HEVC_CONTEXTS 199
  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 #define QPEL_EXTRA_BEFORE 3
  74 #define QPEL_EXTRA_AFTER  4
  75 #define QPEL_EXTRA        7
  76
  77 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
  78
  79 /**
  80  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
  81  */
  82 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
  83 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
  84
  85 #define IS_IDR(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
  86 #define IS_BLA(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
  87                    (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
  88 #define IS_IRAP(s) ((s)->nal_unit_type >= 16 && (s)->nal_unit_type <= 23)
  89
  90 /**
  91  * Table 7-3: NAL unit type codes
  92  */
  93 enum NALUnitType {
  94     NAL_TRAIL_N    = 0,
  95     NAL_TRAIL_R    = 1,
  96     NAL_TSA_N      = 2,
  97     NAL_TSA_R      = 3,
  98     NAL_STSA_N     = 4,
  99     NAL_STSA_R     = 5,
 100     NAL_RADL_N     = 6,
 101     NAL_RADL_R     = 7,
 102     NAL_RASL_N     = 8,
 103     NAL_RASL_R     = 9,
 104     NAL_BLA_W_LP   = 16,
 105     NAL_BLA_W_RADL = 17,
 106     NAL_BLA_N_LP   = 18,
 107     NAL_IDR_W_RADL = 19,
 108     NAL_IDR_N_LP   = 20,
 109     NAL_CRA_NUT    = 21,
 110     NAL_VPS        = 32,
 111     NAL_SPS        = 33,
 112     NAL_PPS        = 34,
 113     NAL_AUD        = 35,
 114     NAL_EOS_NUT    = 36,
 115     NAL_EOB_NUT    = 37,
 116     NAL_FD_NUT     = 38,
 117     NAL_SEI_PREFIX = 39,
 118     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
 119 };
 120
 121 enum RPSType {
 122     ST_CURR_BEF = 0,
 123     ST_CURR_AFT,
 124     ST_FOLL,
 125     LT_CURR,
 126     LT_FOLL,
 127     NB_RPS_TYPE,
 128 };
 129
 130 enum SliceType {
 131     B_SLICE = 0,
 132     P_SLICE = 1,
 133     I_SLICE = 2,
 134 };
 135
 136 enum SyntaxElement {
 137     SAO_MERGE_FLAG = 0,
 138     SAO_TYPE_IDX,
 139     SAO_EO_CLASS,
 140     SAO_BAND_POSITION,
 141     SAO_OFFSET_ABS,
 142     SAO_OFFSET_SIGN,
 143     END_OF_SLICE_FLAG,
 144     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
 145     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
 146     SKIP_FLAG,
 147     CU_QP_DELTA,
 148     PRED_MODE_FLAG,
 149     PART_MODE,
 150     PCM_FLAG,
 151     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
 152     MPM_IDX,
 153     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
 154     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
 155     MERGE_FLAG,
 156     MERGE_IDX,
 157     INTER_PRED_IDC,
 158     REF_IDX_L0,
 159     REF_IDX_L1,
 160     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
 161     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
 162     ABS_MVD_MINUS2,
 163     MVD_SIGN_FLAG,
 164     MVP_LX_FLAG,
 165     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
 166     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
 167     CBF_LUMA,
 168     CBF_CB_CR,
 169     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
 170     EXPLICIT_RDPCM_FLAG,
 171     EXPLICIT_RDPCM_DIR_FLAG,
 172     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
 173     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
 174     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
 175     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
 176     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
 177     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
 178     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
 179     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
 180     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
 181     COEFF_SIGN_FLAG,
 182     LOG2_RES_SCALE_ABS,
 183     RES_SCALE_SIGN_FLAG,
 184     CU_CHROMA_QP_OFFSET_FLAG,
 185     CU_CHROMA_QP_OFFSET_IDX,
 186 };
 187
 188 enum PartMode {
 189     PART_2Nx2N = 0,
 190     PART_2NxN  = 1,
 191     PART_Nx2N  = 2,
 192     PART_NxN   = 3,
 193     PART_2NxnU = 4,
 194     PART_2NxnD = 5,
 195     PART_nLx2N = 6,
 196     PART_nRx2N = 7,
 197 };
 198
 199 enum PredMode {
 200     MODE_INTER = 0,
 201     MODE_INTRA,
 202     MODE_SKIP,
 203 };
 204
 205 enum InterPredIdc {
 206     PRED_L0 = 0,
 207     PRED_L1,
 208     PRED_BI,
 209 };
 210
 211 enum PredFlag {
 212     PF_INTRA = 0,
 213     PF_L0,
 214     PF_L1,
 215     PF_BI,
 216 };
 217
 218 enum IntraPredMode {
 219     INTRA_PLANAR = 0,
 220     INTRA_DC,
 221     INTRA_ANGULAR_2,
 222     INTRA_ANGULAR_3,
 223     INTRA_ANGULAR_4,
 224     INTRA_ANGULAR_5,
 225     INTRA_ANGULAR_6,
 226     INTRA_ANGULAR_7,
 227     INTRA_ANGULAR_8,
 228     INTRA_ANGULAR_9,
 229     INTRA_ANGULAR_10,
 230     INTRA_ANGULAR_11,
 231     INTRA_ANGULAR_12,
 232     INTRA_ANGULAR_13,
 233     INTRA_ANGULAR_14,
 234     INTRA_ANGULAR_15,
 235     INTRA_ANGULAR_16,
 236     INTRA_ANGULAR_17,
 237     INTRA_ANGULAR_18,
 238     INTRA_ANGULAR_19,
 239     INTRA_ANGULAR_20,
 240     INTRA_ANGULAR_21,
 241     INTRA_ANGULAR_22,
 242     INTRA_ANGULAR_23,
 243     INTRA_ANGULAR_24,
 244     INTRA_ANGULAR_25,
 245     INTRA_ANGULAR_26,
 246     INTRA_ANGULAR_27,
 247     INTRA_ANGULAR_28,
 248     INTRA_ANGULAR_29,
 249     INTRA_ANGULAR_30,
 250     INTRA_ANGULAR_31,
 251     INTRA_ANGULAR_32,
 252     INTRA_ANGULAR_33,
 253     INTRA_ANGULAR_34,
 254 };
 255
 256 enum SAOType {
 257     SAO_NOT_APPLIED = 0,
 258     SAO_BAND,
 259     SAO_EDGE,
 260     SAO_APPLIED
 261 };
 262
 263 enum SAOEOClass {
 264     SAO_EO_HORIZ = 0,
 265     SAO_EO_VERT,
 266     SAO_EO_135D,
 267     SAO_EO_45D,
 268 };
 269
 270 enum ScanType {
 271     SCAN_DIAG = 0,
 272     SCAN_HORIZ,
 273     SCAN_VERT,
 274 };
 275
 276 typedef struct ShortTermRPS {
 277     unsigned int num_negative_pics;
 278     int num_delta_pocs;
 279     int rps_idx_num_delta_pocs;
 280     int32_t delta_poc[32];
 281     uint8_t used[32];
 282 } ShortTermRPS;
 283
 284 typedef struct LongTermRPS {
 285     int     poc[32];
 286     uint8_t used[32];
 287     uint8_t nb_refs;
 288 } LongTermRPS;
 289
 290 typedef struct RefPicList {
 291     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
 292     int list[MAX_REFS];
 293     int isLongTerm[MAX_REFS];
 294     int nb_refs;
 295 } RefPicList;
 296
 297 typedef struct RefPicListTab {
 298     RefPicList refPicList[2];
 299 } RefPicListTab;
 300
 301 typedef struct HEVCWindow {
 302     unsigned int left_offset;
 303     unsigned int right_offset;
 304     unsigned int top_offset;
 305     unsigned int bottom_offset;
 306 } HEVCWindow;
 307
 308 typedef struct VUI {
 309     AVRational sar;
 310
 311     int overscan_info_present_flag;
 312     int overscan_appropriate_flag;
 313
 314     int video_signal_type_present_flag;
 315     int video_format;
 316     int video_full_range_flag;
 317     int colour_description_present_flag;
 318     uint8_t colour_primaries;
 319     uint8_t transfer_characteristic;
 320     uint8_t matrix_coeffs;
 321
 322     int chroma_loc_info_present_flag;
 323     int chroma_sample_loc_type_top_field;
 324     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
 325     int neutra_chroma_indication_flag;
 326
 327     int field_seq_flag;
 328     int frame_field_info_present_flag;
 329
 330     int default_display_window_flag;
 331     HEVCWindow def_disp_win;
 332
 333     int vui_timing_info_present_flag;
 334     uint32_t vui_num_units_in_tick;
 335     uint32_t vui_time_scale;
 336     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 337     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
 338     int vui_hrd_parameters_present_flag;
 339
 340     int bitstream_restriction_flag;
 341     int tiles_fixed_structure_flag;
 342     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
 343     int restricted_ref_pic_lists_flag;
 344     int min_spatial_segmentation_idc;
 345     int max_bytes_per_pic_denom;
 346     int max_bits_per_min_cu_denom;
 347     int log2_max_mv_length_horizontal;
 348     int log2_max_mv_length_vertical;
 349 } VUI;
 350
 351 typedef struct PTLCommon {
 352     uint8_t profile_space;
 353     uint8_t tier_flag;
 354     uint8_t profile_idc;
 355     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
 356     uint8_t level_idc;
 357     uint8_t progressive_source_flag;
 358     uint8_t interlaced_source_flag;
 359     uint8_t non_packed_constraint_flag;
 360     uint8_t frame_only_constraint_flag;
 361 } PTLCommon;
 362
 363 typedef struct PTL {
 364     PTLCommon general_ptl;
 365     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
 366
 367     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 368     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 369 } PTL;
 370
 371 typedef struct HEVCVPS {
 372     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
 373     int vps_max_layers;
 374     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
 375
 376     PTL ptl;
 377     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
 378     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
 379     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
 380     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
 381     int vps_max_layer_id;
 382     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
 383     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
 384     uint32_t vps_num_units_in_tick;
 385     uint32_t vps_time_scale;
 386     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
 387     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
 388     int vps_num_hrd_parameters;
 389 } HEVCVPS;
 390
 391 typedef struct ScalingList {
 392     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 393      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 394     uint8_t sl[4][6][64];
 395     uint8_t sl_dc[2][6];
 396 } ScalingList;
 397
 398 typedef struct HEVCSPS {
 399     unsigned vps_id;
 400     int chroma_format_idc;
 401     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 402
 403     ///< output (i.e. cropped) values
 404     int output_width, output_height;
 405     HEVCWindow output_window;
 406
 407     HEVCWindow pic_conf_win;
 408
 409     int bit_depth;
 410     int pixel_shift;
 411     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 412
 413     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 414     int pcm_enabled_flag;
 415
 416     int max_sub_layers;
 417     struct {
 418         int max_dec_pic_buffering;
 419         int num_reorder_pics;
 420         int max_latency_increase;
 421     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
 422
 423     VUI vui;
 424     PTL ptl;
 425
 426     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 427     ScalingList scaling_list;
 428
 429     unsigned int nb_st_rps;
 430     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
 431
 432     uint8_t amp_enabled_flag;
 433     uint8_t sao_enabled;
 434
 435     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 436     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
 437     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
 438     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 439
 440     struct {
 441         uint8_t bit_depth;
 442         uint8_t bit_depth_chroma;
 443         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 444         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 445         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 446     } pcm;
 447     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 448     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 449
 450     unsigned int log2_min_cb_size;
 451     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 452     unsigned int log2_min_tb_size;
 453     unsigned int log2_max_trafo_size;
 454     unsigned int log2_ctb_size;
 455     unsigned int log2_min_pu_size;
 456
 457     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 458     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 459
 460     int transform_skip_rotation_enabled_flag;
 461     int transform_skip_context_enabled_flag;
 462     int implicit_rdpcm_enabled_flag;
 463     int explicit_rdpcm_enabled_flag;
 464     int intra_smoothing_disabled_flag;
 465     int persistent_rice_adaptation_enabled_flag;
 466
 467     ///< coded frame dimension in various units
 468     int width;
 469     int height;
 470     int ctb_width;
 471     int ctb_height;
 472     int ctb_size;
 473     int min_cb_width;
 474     int min_cb_height;
 475     int min_tb_width;
 476     int min_tb_height;
 477     int min_pu_width;
 478     int min_pu_height;
 479     int tb_mask;
 480
 481     int hshift[3];
 482     int vshift[3];
 483
 484     int qp_bd_offset;
 485 } HEVCSPS;
 486
 487 typedef struct HEVCPPS {
 488     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 489
 490     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 491
 492     uint8_t cabac_init_present_flag;
 493
 494     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 495     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 496     int pic_init_qp_minus26;
 497
 498     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 499     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 500
 501     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 502     int diff_cu_qp_delta_depth;
 503
 504     int cb_qp_offset;
 505     int cr_qp_offset;
 506     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 507     uint8_t weighted_pred_flag;
 508     uint8_t weighted_bipred_flag;
 509     uint8_t output_flag_present_flag;
 510     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 511
 512     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 513     uint8_t tiles_enabled_flag;
 514     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 515
 516     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 517     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 518     uint8_t uniform_spacing_flag;
 519     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 520
 521     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 522
 523     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 524     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 525     uint8_t disable_dbf;
 526     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 527     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 528
 529     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 530     ScalingList scaling_list;
 531
 532     uint8_t lists_modification_present_flag;
 533     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 534     int num_extra_slice_header_bits;
 535     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 536     uint8_t log2_max_transform_skip_block_size;
 537     uint8_t cross_component_prediction_enabled_flag;
 538     uint8_t chroma_qp_offset_list_enabled_flag;
 539     uint8_t diff_cu_chroma_qp_offset_depth;
 540     uint8_t chroma_qp_offset_list_len_minus1;
 541     int8_t  cb_qp_offset_list[5];
 542     int8_t  cr_qp_offset_list[5];
 543     uint8_t log2_sao_offset_scale_luma;
 544     uint8_t log2_sao_offset_scale_chroma;
 545
 546     // Inferred parameters
 547     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
 548     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
 549     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
 550     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
 551     int *col_idxX;
 552
 553     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 554     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 555     int *tile_id;           ///< TileId
 556     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 557     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 558     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
 559 } HEVCPPS;
 560
 561 typedef struct HEVCParamSets {
 562     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
 563     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
 564     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
 565
 566     /* currently active parameter sets */
 567     const HEVCVPS *vps;
 568     const HEVCSPS *sps;
 569     const HEVCPPS *pps;
 570 } HEVCParamSets;
 571
 572 typedef struct SliceHeader {
 573     unsigned int pps_id;
 574
 575     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
 576     unsigned int   slice_segment_addr;
 577     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
 578     unsigned int   slice_addr;
 579
 580     enum SliceType slice_type;
 581
 582     int pic_order_cnt_lsb;
 583
 584     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
 585     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
 586     uint8_t pic_output_flag;
 587     uint8_t colour_plane_id;
 588
 589     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
 590     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
 591     int short_term_ref_pic_set_size;
 592     ShortTermRPS slice_rps;
 593     const ShortTermRPS *short_term_rps;
 594     int long_term_ref_pic_set_size;
 595     LongTermRPS long_term_rps;
 596     unsigned int list_entry_lx[2][32];
 597
 598     uint8_t rpl_modification_flag[2];
 599     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
 600     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
 601
 602     unsigned int nb_refs[2];
 603
 604     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
 605     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
 606
 607     uint8_t cabac_init_flag;
 608     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
 609     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 610     uint8_t collocated_list;
 611
 612     unsigned int collocated_ref_idx;
 613
 614     int slice_qp_delta;
 615     int slice_cb_qp_offset;
 616     int slice_cr_qp_offset;
 617
 618     uint8_t cu_chroma_qp_offset_enabled_flag;
 619
 620     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 621     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 622
 623     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 624
 625     int *entry_point_offset;
 626     int * offset;
 627     int * size;
 628     int num_entry_point_offsets;
 629
 630     int8_t slice_qp;
 631
 632     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 633     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 634
 635     int16_t luma_weight_l0[16];
 636     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 637     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 638     int16_t luma_weight_l1[16];
 639
 640     int16_t luma_offset_l0[16];
 641     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 642
 643     int16_t luma_offset_l1[16];
 644     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 645
 646     int slice_ctb_addr_rs;
 647 } SliceHeader;
 648
 649 typedef struct CodingUnit {
 650     int x;
 651     int y;
 652
 653     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
 654     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
 655
 656     // Inferred parameters
 657     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
 658     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
 659     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
 660 } CodingUnit;
 661
 662 typedef struct Mv {
 663     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
 664     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
 665 } Mv;
 666
 667 typedef struct MvField {
 668     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
 669     int8_t ref_idx[2];
 670     int8_t pred_flag;
 671 } MvField;
 672
 673 typedef struct NeighbourAvailable {
 674     int cand_bottom_left;
 675     int cand_left;
 676     int cand_up;
 677     int cand_up_left;
 678     int cand_up_right;
 679     int cand_up_right_sap;
 680 } NeighbourAvailable;
 681
 682 typedef struct PredictionUnit {
 683     int mpm_idx;
 684     int rem_intra_luma_pred_mode;
 685     uint8_t intra_pred_mode[4];
 686     Mv mvd;
 687     uint8_t merge_flag;
 688     uint8_t intra_pred_mode_c[4];
 689     uint8_t chroma_mode_c[4];
 690 } PredictionUnit;
 691
 692 typedef struct TransformUnit {
 693     int cu_qp_delta;
 694
 695     int res_scale_val;
 696
 697     // Inferred parameters;
 698     int intra_pred_mode;
 699     int intra_pred_mode_c;
 700     int chroma_mode_c;
 701     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
 702     uint8_t is_cu_chroma_qp_offset_coded;
 703     int8_t  cu_qp_offset_cb;
 704     int8_t  cu_qp_offset_cr;
 705     uint8_t cross_pf;
 706 } TransformUnit;
 707
 708 typedef struct DBParams {
 709     int beta_offset;
 710     int tc_offset;
 711 } DBParams;
 712
 713 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
 714 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
 715 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
 716 #define HEVC_FRAME_FLAG_BUMPING   (1 << 3)
 717
 718 typedef struct HEVCFrame {
 719     AVFrame *frame;
 720     ThreadFrame tf;
 721     MvField *tab_mvf;
 722     RefPicList *refPicList;
 723     RefPicListTab **rpl_tab;
 724     int ctb_count;
 725     int poc;
 726     struct HEVCFrame *collocated_ref;
 727
 728     HEVCWindow window;
 729
 730     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
 731     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
 732     AVBufferRef *rpl_buf;
 733
 734     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 735     void *hwaccel_picture_private;
 736
 737     /**
 738      * A sequence counter, so that old frames are output first
 739      * after a POC reset
 740      */
 741     uint16_t sequence;
 742
 743     /**
 744      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
 745      */
 746     uint8_t flags;
 747 } HEVCFrame;
 748
 749 typedef struct HEVCNAL {
 750     uint8_t *rbsp_buffer;
 751     int rbsp_buffer_size;
 752
 753     int size;
 754     const uint8_t *data;
 755
 756     int raw_size;
 757     const uint8_t *raw_data;
 758
 759     GetBitContext gb;
 760
 761     enum NALUnitType type;
 762     int temporal_id;
 763
 764     int skipped_bytes;
 765     int skipped_bytes_pos_size;
 766     int *skipped_bytes_pos;
 767 } HEVCNAL;
 768
 769 /* an input packet split into unescaped NAL units */
 770 typedef struct HEVCPacket {
 771     HEVCNAL *nals;
 772     int nb_nals;
 773     int nals_allocated;
 774 } HEVCPacket;
 775
 776 typedef struct HEVCLocalContext {
 777     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 778
 779     uint8_t stat_coeff[4];
 780
 781     uint8_t first_qp_group;
 782
 783     GetBitContext gb;
 784     CABACContext cc;
 785
 786     int8_t qp_y;
 787     int8_t curr_qp_y;
 788
 789     int qPy_pred;
 790
 791     TransformUnit tu;
 792
 793     uint8_t ctb_left_flag;
 794     uint8_t ctb_up_flag;
 795     uint8_t ctb_up_right_flag;
 796     uint8_t ctb_up_left_flag;
 797     int     end_of_tiles_x;
 798     int     end_of_tiles_y;
 799     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
 800     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 801     /* The extended size between the new edge emu buffer is abused by SAO */
 802     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 803     DECLARE_ALIGNED(32, int16_t, tmp [MAX_PB_SIZE * MAX_PB_SIZE]);
 804
 805     int ct_depth;
 806     CodingUnit cu;
 807     PredictionUnit pu;
 808     NeighbourAvailable na;
 809
 810 #define BOUNDARY_LEFT_SLICE     (1 << 0)
 811 #define BOUNDARY_LEFT_TILE      (1 << 1)
 812 #define BOUNDARY_UPPER_SLICE    (1 << 2)
 813 #define BOUNDARY_UPPER_TILE     (1 << 3)
 814     /* properties of the boundary of the current CTB for the purposes
 815      * of the deblocking filter */
 816     int boundary_flags;
 817 } HEVCLocalContext;
 818
 819 typedef struct HEVCContext {
 820     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
 821     AVCodecContext *avctx;
 822
 823     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
 824
 825     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
 826     HEVCLocalContext    *HEVClc;
 827
 828     uint8_t             threads_type;
 829     uint8_t             threads_number;
 830
 831     int                 width;
 832     int                 height;
 833
 834     uint8_t *cabac_state;
 835
 836     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
 837     uint8_t slice_initialized;
 838
 839     AVFrame *frame;
 840     AVFrame *output_frame;
 841     uint8_t *sao_pixel_buffer_h[3];
 842     uint8_t *sao_pixel_buffer_v[3];
 843
 844     HEVCParamSets ps;
 845
 846     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
 847     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
 848
 849     ///< candidate references for the current frame
 850     RefPicList rps[5];
 851
 852     SliceHeader sh;
 853     SAOParams *sao;
 854     DBParams *deblock;
 855     enum NALUnitType nal_unit_type;
 856     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
 857     HEVCFrame *ref;
 858     HEVCFrame DPB[32];
 859     int poc;
 860     int pocTid0;
 861     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
 862     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
 863     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
 864     int max_ra;
 865     int bs_width;
 866     int bs_height;
 867
 868     int is_decoded;
 869
 870     HEVCPredContext hpc;
 871     HEVCDSPContext hevcdsp;
 872     VideoDSPContext vdsp;
 873     BswapDSPContext bdsp;
 874     int8_t *qp_y_tab;
 875     uint8_t *horizontal_bs;
 876     uint8_t *vertical_bs;
 877
 878     int32_t *tab_slice_address;
 879
 880     //  CU
 881     uint8_t *skip_flag;
 882     uint8_t *tab_ct_depth;
 883     // PU
 884     uint8_t *tab_ipm;
 885
 886     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
 887     uint8_t *is_pcm;
 888
 889     // CTB-level flags affecting loop filter operation
 890     uint8_t *filter_slice_edges;
 891
 892     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
 893     uint8_t *checksum_buf;
 894     int      checksum_buf_size;
 895
 896     /**
 897      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
 898      * frames are output first after a POC reset
 899      */
 900     uint16_t seq_decode;
 901     uint16_t seq_output;
 902
 903     int enable_parallel_tiles;
 904     int wpp_err;
 905
 906     const uint8_t *data;
 907
 908     HEVCPacket pkt;
 909     // type of the first VCL NAL of the current frame
 910     enum NALUnitType first_nal_type;
 911
 912     // for checking the frame checksums
 913     struct AVMD5 *md5_ctx;
 914     uint8_t       md5[3][16];
 915     uint8_t is_md5;
 916
 917     uint8_t context_initialized;
 918     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
 919                             ///< as a format defined in 14496-15
 920     int apply_defdispwin;
 921
 922     int active_seq_parameter_set_id;
 923
 924     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 925     int nuh_layer_id;
 926
 927     /** frame packing arrangement variables */
 928     int sei_frame_packing_present;
 929     int frame_packing_arrangement_type;
 930     int content_interpretation_type;
 931     int quincunx_subsampling;
 932
 933     /** display orientation */
 934     int sei_display_orientation_present;
 935     int sei_anticlockwise_rotation;
 936     int sei_hflip, sei_vflip;
 937
 938     int picture_struct;
 939 } HEVCContext;
 940
 941 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 942                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 943
 944 /**
 945  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
 946  *
 947  * @param sps_id the SPS id will be written here
 948  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
 949  *                         will be applied to the video dimensions
 950  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
 951  *                 to an existing VPS
 952  */
 953 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
 954                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
 955
 956 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 957                            HEVCParamSets *ps);
 958 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 959                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
 960 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 961                            HEVCParamSets *ps);
 962 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
 963
 964 /**
 965  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
 966  */
 967 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
 968
 969 /**
 970  * Drop all frames currently in DPB.
 971  */
 972 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
 973
 974 /**
 975  * Compute POC of the current frame and return it.
 976  */
 977 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
 978
 979 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
 980                                  int x0, int y0);
 981
 982 /**
 983  * Construct the reference picture sets for the current frame.
 984  */
 985 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
 986
 987 /**
 988  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
 989  */
 990 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
 991
 992 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 993 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 994 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 995 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
 996 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
 997 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
 998 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
 999 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
1000 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
1001 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
1002 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1003                              int x_cb, int y_cb);
1004 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1005 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
1006                                           int x0, int y0);
1007 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
1008 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
1009 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
1010 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
1011 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1012 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1013 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
1014 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
1015 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
1016 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
1017 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
1018 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
1019 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
1020 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1021 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1022 int ff_hevc_log2_res_scale_abs(HEVCContext *s, int idx);
1023 int ff_hevc_res_scale_sign_flag(HEVCContext *s, int idx);
1024
1025 /**
1026  * Get the number of candidate references for the current frame.
1027  */
1028 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
1029
1030 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
1031
1032 /**
1033  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
1034  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
1035  */
1036 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
1037
1038 void ff_hevc_bump_frame(HEVCContext *s);
1039
1040 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
1041
1042 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1043                                      int nPbW, int nPbH);
1044 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1045                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1046                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
1047 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1048                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1049                               int part_idx, int merge_idx,
1050                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
1051 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xBase, int yBase,
1052                      int log2_cb_size);
1053 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1054                                            int log2_trafo_size);
1055 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1056 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1057 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_flag(HEVCContext *s);
1058 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_idx(HEVCContext *s);
1059 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y, int ctb_size);
1060 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1061 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1062                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
1063                                  int c_idx);
1064
1065 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1066
1067
1068 /**
1069  * Extract the raw (unescaped) HEVC bitstream.
1070  */
1071 int ff_hevc_extract_rbsp(HEVCContext *s, const uint8_t *src, int length,
1072                          HEVCNAL *nal);
1073
1074 /**
1075  * Split an input packet into NAL units.
1076  */
1077 int ff_hevc_split_packet(HEVCContext *s, HEVCPacket *pkt, const uint8_t *buf, int length,
1078                          AVCodecContext *avctx, int is_nalff, int nal_length_size);
1079
1080 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
1081                            uint8_t *buf, int buf_size);
1082
1083 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1084 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1085 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1086
1087 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1088 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1089 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1090 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1091
1092 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */