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 "internal.h"
  37 #include "thread.h"
  38 #include "videodsp.h"
  39
  40 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
  41 #define MAX_REFS 16
  42
  43 /**
  44  * 7.4.2.1
  45  */
  46 #define MAX_SUB_LAYERS 7
  47 #define MAX_VPS_COUNT 16
  48 #define MAX_SPS_COUNT 32
  49 #define MAX_PPS_COUNT 256
  50 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
  51 #define MAX_CU_SIZE 128
  52
  53 //TODO: check if this is really the maximum
  54 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
  55
  56 #define MAX_TB_SIZE 32
  57 #define MAX_PB_SIZE 64
  58 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
  59 #define MAX_QP 51
  60 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
  61
  62 #define HEVC_CONTEXTS 183
  63
  64 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
  65
  66 #define L0 0
  67 #define L1 1
  68
  69 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
  70 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
  71 #define EPEL_EXTRA        3
  72
  73 /**
  74  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
  75  */
  76 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
  77 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
  78 #define SAMPLE_CBF(tab, x, y) ((tab)[((y) & ((1<<log2_trafo_size)-1)) * MAX_CU_SIZE + ((x) & ((1<<log2_trafo_size)-1))])
  79
  80 #define IS_IDR(s) (s->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
  81 #define IS_BLA(s) (s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
  82                    s->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
  83 #define IS_IRAP(s) (s->nal_unit_type >= 16 && s->nal_unit_type <= 23)
  84
  85 /**
  86  * Table 7-3: NAL unit type codes
  87  */
  88 enum NALUnitType {
  89     NAL_TRAIL_N    = 0,
  90     NAL_TRAIL_R    = 1,
  91     NAL_TSA_N      = 2,
  92     NAL_TSA_R      = 3,
  93     NAL_STSA_N     = 4,
  94     NAL_STSA_R     = 5,
  95     NAL_RADL_N     = 6,
  96     NAL_RADL_R     = 7,
  97     NAL_RASL_N     = 8,
  98     NAL_RASL_R     = 9,
  99     NAL_BLA_W_LP   = 16,
 100     NAL_BLA_W_RADL = 17,
 101     NAL_BLA_N_LP   = 18,
 102     NAL_IDR_W_RADL = 19,
 103     NAL_IDR_N_LP   = 20,
 104     NAL_CRA_NUT    = 21,
 105     NAL_VPS        = 32,
 106     NAL_SPS        = 33,
 107     NAL_PPS        = 34,
 108     NAL_AUD        = 35,
 109     NAL_EOS_NUT    = 36,
 110     NAL_EOB_NUT    = 37,
 111     NAL_FD_NUT     = 38,
 112     NAL_SEI_PREFIX = 39,
 113     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
 114 };
 115
 116 enum RPSType {
 117     ST_CURR_BEF = 0,
 118     ST_CURR_AFT,
 119     ST_FOLL,
 120     LT_CURR,
 121     LT_FOLL,
 122     NB_RPS_TYPE,
 123 };
 124
 125 enum SliceType {
 126     B_SLICE = 0,
 127     P_SLICE = 1,
 128     I_SLICE = 2,
 129 };
 130
 131 enum SyntaxElement {
 132     SAO_MERGE_FLAG = 0,
 133     SAO_TYPE_IDX,
 134     SAO_EO_CLASS,
 135     SAO_BAND_POSITION,
 136     SAO_OFFSET_ABS,
 137     SAO_OFFSET_SIGN,
 138     END_OF_SLICE_FLAG,
 139     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
 140     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
 141     SKIP_FLAG,
 142     CU_QP_DELTA,
 143     PRED_MODE_FLAG,
 144     PART_MODE,
 145     PCM_FLAG,
 146     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
 147     MPM_IDX,
 148     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
 149     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
 150     MERGE_FLAG,
 151     MERGE_IDX,
 152     INTER_PRED_IDC,
 153     REF_IDX_L0,
 154     REF_IDX_L1,
 155     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
 156     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
 157     ABS_MVD_MINUS2,
 158     MVD_SIGN_FLAG,
 159     MVP_LX_FLAG,
 160     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
 161     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
 162     CBF_LUMA,
 163     CBF_CB_CR,
 164     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
 165     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
 166     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
 167     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
 168     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
 169     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
 170     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
 171     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
 172     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
 173     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
 174     COEFF_SIGN_FLAG,
 175 };
 176
 177 enum PartMode {
 178     PART_2Nx2N = 0,
 179     PART_2NxN  = 1,
 180     PART_Nx2N  = 2,
 181     PART_NxN   = 3,
 182     PART_2NxnU = 4,
 183     PART_2NxnD = 5,
 184     PART_nLx2N = 6,
 185     PART_nRx2N = 7,
 186 };
 187
 188 enum PredMode {
 189     MODE_INTER = 0,
 190     MODE_INTRA,
 191     MODE_SKIP,
 192 };
 193
 194 enum InterPredIdc {
 195     PRED_L0 = 0,
 196     PRED_L1,
 197     PRED_BI,
 198 };
 199
 200 enum IntraPredMode {
 201     INTRA_PLANAR = 0,
 202     INTRA_DC,
 203     INTRA_ANGULAR_2,
 204     INTRA_ANGULAR_3,
 205     INTRA_ANGULAR_4,
 206     INTRA_ANGULAR_5,
 207     INTRA_ANGULAR_6,
 208     INTRA_ANGULAR_7,
 209     INTRA_ANGULAR_8,
 210     INTRA_ANGULAR_9,
 211     INTRA_ANGULAR_10,
 212     INTRA_ANGULAR_11,
 213     INTRA_ANGULAR_12,
 214     INTRA_ANGULAR_13,
 215     INTRA_ANGULAR_14,
 216     INTRA_ANGULAR_15,
 217     INTRA_ANGULAR_16,
 218     INTRA_ANGULAR_17,
 219     INTRA_ANGULAR_18,
 220     INTRA_ANGULAR_19,
 221     INTRA_ANGULAR_20,
 222     INTRA_ANGULAR_21,
 223     INTRA_ANGULAR_22,
 224     INTRA_ANGULAR_23,
 225     INTRA_ANGULAR_24,
 226     INTRA_ANGULAR_25,
 227     INTRA_ANGULAR_26,
 228     INTRA_ANGULAR_27,
 229     INTRA_ANGULAR_28,
 230     INTRA_ANGULAR_29,
 231     INTRA_ANGULAR_30,
 232     INTRA_ANGULAR_31,
 233     INTRA_ANGULAR_32,
 234     INTRA_ANGULAR_33,
 235     INTRA_ANGULAR_34,
 236 };
 237
 238 enum SAOType {
 239     SAO_NOT_APPLIED = 0,
 240     SAO_BAND,
 241     SAO_EDGE,
 242 };
 243
 244 enum SAOEOClass {
 245     SAO_EO_HORIZ = 0,
 246     SAO_EO_VERT,
 247     SAO_EO_135D,
 248     SAO_EO_45D,
 249 };
 250
 251 enum ScanType {
 252     SCAN_DIAG = 0,
 253     SCAN_HORIZ,
 254     SCAN_VERT,
 255 };
 256
 257 typedef struct ShortTermRPS {
 258     int num_negative_pics;
 259     int num_delta_pocs;
 260     int32_t delta_poc[32];
 261     uint8_t used[32];
 262 } ShortTermRPS;
 263
 264 typedef struct LongTermRPS {
 265     int     poc[32];
 266     uint8_t used[32];
 267     uint8_t nb_refs;
 268 } LongTermRPS;
 269
 270 typedef struct RefPicList {
 271     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
 272     int list[MAX_REFS];
 273     int isLongTerm[MAX_REFS];
 274     int nb_refs;
 275 } RefPicList;
 276
 277 typedef struct RefPicListTab {
 278     RefPicList refPicList[2];
 279 } RefPicListTab;
 280
 281 typedef struct HEVCWindow {
 282     int left_offset;
 283     int right_offset;
 284     int top_offset;
 285     int bottom_offset;
 286 } HEVCWindow;
 287
 288 typedef struct VUI {
 289     AVRational sar;
 290
 291     int overscan_info_present_flag;
 292     int overscan_appropriate_flag;
 293
 294     int video_signal_type_present_flag;
 295     int video_format;
 296     int video_full_range_flag;
 297     int colour_description_present_flag;
 298     uint8_t colour_primaries;
 299     uint8_t transfer_characteristic;
 300     uint8_t matrix_coeffs;
 301
 302     int chroma_loc_info_present_flag;
 303     int chroma_sample_loc_type_top_field;
 304     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
 305     int neutra_chroma_indication_flag;
 306
 307     int field_seq_flag;
 308     int frame_field_info_present_flag;
 309
 310     int default_display_window_flag;
 311     HEVCWindow def_disp_win;
 312
 313     int vui_timing_info_present_flag;
 314     uint32_t vui_num_units_in_tick;
 315     uint32_t vui_time_scale;
 316     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 317     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
 318     int vui_hrd_parameters_present_flag;
 319
 320     int bitstream_restriction_flag;
 321     int tiles_fixed_structure_flag;
 322     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
 323     int restricted_ref_pic_lists_flag;
 324     int min_spatial_segmentation_idc;
 325     int max_bytes_per_pic_denom;
 326     int max_bits_per_min_cu_denom;
 327     int log2_max_mv_length_horizontal;
 328     int log2_max_mv_length_vertical;
 329 } VUI;
 330
 331 typedef struct PTL {
 332     int general_profile_space;
 333     uint8_t general_tier_flag;
 334     int general_profile_idc;
 335     int general_profile_compatibility_flag[32];
 336     int general_level_idc;
 337
 338     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 339     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 340
 341     int sub_layer_profile_space[MAX_SUB_LAYERS];
 342     uint8_t sub_layer_tier_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 343     int sub_layer_profile_idc[MAX_SUB_LAYERS];
 344     uint8_t sub_layer_profile_compatibility_flags[MAX_SUB_LAYERS][32];
 345     int sub_layer_level_idc[MAX_SUB_LAYERS];
 346 } PTL;
 347
 348 typedef struct HEVCVPS {
 349     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
 350     int vps_max_layers;
 351     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
 352
 353     PTL ptl;
 354     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
 355     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
 356     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
 357     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
 358     int vps_max_layer_id;
 359     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
 360     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
 361     uint32_t vps_num_units_in_tick;
 362     uint32_t vps_time_scale;
 363     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
 364     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
 365     int vps_num_hrd_parameters;
 366 } HEVCVPS;
 367
 368 typedef struct ScalingList {
 369     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 370      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 371     uint8_t sl[4][6][64];
 372     uint8_t sl_dc[2][6];
 373 } ScalingList;
 374
 375 typedef struct HEVCSPS {
 376     int vps_id;
 377     int chroma_format_idc;
 378     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 379
 380     ///< output (i.e. cropped) values
 381     int output_width, output_height;
 382     HEVCWindow output_window;
 383
 384     HEVCWindow pic_conf_win;
 385
 386     int bit_depth;
 387     int pixel_shift;
 388     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 389
 390     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 391     int pcm_enabled_flag;
 392
 393     int max_sub_layers;
 394     struct {
 395         int max_dec_pic_buffering;
 396         int num_reorder_pics;
 397         int max_latency_increase;
 398     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
 399
 400     VUI vui;
 401     PTL ptl;
 402
 403     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 404     ScalingList scaling_list;
 405
 406     unsigned int nb_st_rps;
 407     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
 408
 409     uint8_t amp_enabled_flag;
 410     uint8_t sao_enabled;
 411
 412     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 413     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
 414     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
 415     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 416
 417     struct {
 418         uint8_t bit_depth;
 419         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 420         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 421         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 422     } pcm;
 423     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 424     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 425
 426     unsigned int log2_min_cb_size;
 427     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 428     unsigned int log2_min_tb_size;
 429     unsigned int log2_max_trafo_size;
 430     unsigned int log2_ctb_size;
 431     unsigned int log2_min_pu_size;
 432
 433     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 434     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 435
 436     ///< coded frame dimension in various units
 437     int width;
 438     int height;
 439     int ctb_width;
 440     int ctb_height;
 441     int ctb_size;
 442     int min_cb_width;
 443     int min_cb_height;
 444     int min_tb_width;
 445     int min_tb_height;
 446     int min_pu_width;
 447     int min_pu_height;
 448
 449     int hshift[3];
 450     int vshift[3];
 451
 452     int qp_bd_offset;
 453 } HEVCSPS;
 454
 455 typedef struct HEVCPPS {
 456     int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 457
 458     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 459
 460     uint8_t cabac_init_present_flag;
 461
 462     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 463     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 464     int pic_init_qp_minus26;
 465
 466     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 467     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 468
 469     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 470     int diff_cu_qp_delta_depth;
 471
 472     int cb_qp_offset;
 473     int cr_qp_offset;
 474     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 475     uint8_t weighted_pred_flag;
 476     uint8_t weighted_bipred_flag;
 477     uint8_t output_flag_present_flag;
 478     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 479
 480     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 481     uint8_t tiles_enabled_flag;
 482     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 483
 484     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 485     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 486     uint8_t uniform_spacing_flag;
 487     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 488
 489     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 490
 491     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 492     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 493     uint8_t disable_dbf;
 494     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 495     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 496
 497     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 498     ScalingList scaling_list;
 499
 500     uint8_t lists_modification_present_flag;
 501     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 502     int num_extra_slice_header_bits;
 503     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 504
 505     // Inferred parameters
 506     int *column_width;  ///< ColumnWidth
 507     int *row_height;    ///< RowHeight
 508     int *col_bd;        ///< ColBd
 509     int *row_bd;        ///< RowBd
 510     int *col_idxX;
 511
 512     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 513     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 514     int *tile_id;           ///< TileId
 515     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 516     int *min_cb_addr_zs;    ///< MinCbAddrZS
 517     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 518 } HEVCPPS;
 519
 520 typedef struct SliceHeader {
 521     int pps_id;
 522
 523     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
 524     unsigned int   slice_segment_addr;
 525     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
 526     unsigned int   slice_addr;
 527
 528     enum SliceType slice_type;
 529
 530     int pic_order_cnt_lsb;
 531
 532     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
 533     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
 534     uint8_t pic_output_flag;
 535     uint8_t colour_plane_id;
 536
 537     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
 538     ShortTermRPS slice_rps;
 539     const ShortTermRPS *short_term_rps;
 540     LongTermRPS long_term_rps;
 541     unsigned int list_entry_lx[2][32];
 542
 543     uint8_t rpl_modification_flag[2];
 544     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
 545     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
 546
 547     unsigned int nb_refs[2];
 548
 549     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
 550     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
 551
 552     uint8_t cabac_init_flag;
 553     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
 554     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 555     uint8_t collocated_list;
 556
 557     unsigned int collocated_ref_idx;
 558
 559     int slice_qp_delta;
 560     int slice_cb_qp_offset;
 561     int slice_cr_qp_offset;
 562
 563     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 564     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 565
 566     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 567
 568     int num_entry_point_offsets;
 569
 570     int8_t slice_qp;
 571
 572     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 573     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 574
 575     int16_t luma_weight_l0[16];
 576     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 577     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 578     int16_t luma_weight_l1[16];
 579
 580     int16_t luma_offset_l0[16];
 581     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 582
 583     int16_t luma_offset_l1[16];
 584     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 585
 586     int slice_ctb_addr_rs;
 587 } SliceHeader;
 588
 589 typedef struct CodingTree {
 590     int depth; ///< ctDepth
 591 } CodingTree;
 592
 593 typedef struct CodingUnit {
 594     int x;
 595     int y;
 596
 597     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
 598     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
 599
 600     uint8_t rqt_root_cbf;
 601
 602     uint8_t pcm_flag;
 603
 604     // Inferred parameters
 605     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
 606     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
 607     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
 608 } CodingUnit;
 609
 610 typedef struct Mv {
 611     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
 612     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
 613 } Mv;
 614
 615 typedef struct MvField {
 616     Mv mv[2];
 617     int8_t ref_idx[2];
 618     int8_t pred_flag[2];
 619     uint8_t is_intra;
 620 } MvField;
 621
 622 typedef struct NeighbourAvailable {
 623     int cand_bottom_left;
 624     int cand_left;
 625     int cand_up;
 626     int cand_up_left;
 627     int cand_up_right;
 628     int cand_up_right_sap;
 629 } NeighbourAvailable;
 630
 631 typedef struct PredictionUnit {
 632     int mpm_idx;
 633     int rem_intra_luma_pred_mode;
 634     uint8_t intra_pred_mode[4];
 635     Mv mvd;
 636     uint8_t merge_flag;
 637     uint8_t intra_pred_mode_c;
 638 } PredictionUnit;
 639
 640 typedef struct TransformTree {
 641     uint8_t cbf_cb[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
 642     uint8_t cbf_cr[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
 643     uint8_t cbf_luma;
 644
 645     // Inferred parameters
 646     uint8_t inter_split_flag;
 647 } TransformTree;
 648
 649 typedef struct TransformUnit {
 650     int cu_qp_delta;
 651
 652     // Inferred parameters;
 653     int cur_intra_pred_mode;
 654     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
 655 } TransformUnit;
 656
 657 typedef struct SAOParams {
 658     int offset_abs[3][4];   ///< sao_offset_abs
 659     int offset_sign[3][4];  ///< sao_offset_sign
 660
 661     int band_position[3];   ///< sao_band_position
 662
 663     int eo_class[3];        ///< sao_eo_class
 664
 665     int offset_val[3][5];   ///<SaoOffsetVal
 666
 667     uint8_t type_idx[3];    ///< sao_type_idx
 668 } SAOParams;
 669
 670 typedef struct DBParams {
 671     int beta_offset;
 672     int tc_offset;
 673 } DBParams;
 674
 675 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
 676 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
 677 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
 678
 679 typedef struct HEVCFrame {
 680     AVFrame *frame;
 681     ThreadFrame tf;
 682     MvField *tab_mvf;
 683     RefPicList *refPicList;
 684     RefPicListTab **rpl_tab;
 685     int ctb_count;
 686     int poc;
 687     struct HEVCFrame *collocated_ref;
 688
 689     HEVCWindow window;
 690
 691     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
 692     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
 693     AVBufferRef *rpl_buf;
 694
 695     /**
 696      * A sequence counter, so that old frames are output first
 697      * after a POC reset
 698      */
 699     uint16_t sequence;
 700
 701     /**
 702      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
 703      */
 704     uint8_t flags;
 705 } HEVCFrame;
 706
 707 typedef struct HEVCNAL {
 708     uint8_t *rbsp_buffer;
 709     int rbsp_buffer_size;
 710
 711     int size;
 712     const uint8_t *data;
 713 } HEVCNAL;
 714
 715 typedef struct HEVCDSPContext {
 716     void (*put_pcm)(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int size,
 717                     GetBitContext *gb, int pcm_bit_depth);
 718
 719     void (*transquant_bypass[4])(uint8_t *dst, int16_t *coeffs,
 720                                  ptrdiff_t stride);
 721
 722     void (*transform_skip)(uint8_t *dst, int16_t *coeffs, ptrdiff_t stride);
 723     void (*transform_4x4_luma_add)(uint8_t *dst, int16_t *coeffs,
 724                                    ptrdiff_t stride);
 725     void (*transform_add[4])(uint8_t *dst, int16_t *coeffs, ptrdiff_t stride);
 726
 727     void (*sao_band_filter[4])(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride,
 728                                struct SAOParams *sao, int *borders,
 729                                int width, int height, int c_idx);
 730     void (*sao_edge_filter[4])(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride,
 731                                struct SAOParams *sao, int *borders, int width,
 732                                int height, int c_idx, uint8_t vert_edge,
 733                                uint8_t horiz_edge, uint8_t diag_edge);
 734
 735     void (*put_hevc_qpel[4][4])(int16_t *dst, ptrdiff_t dststride, uint8_t *src,
 736                                 ptrdiff_t srcstride, int width, int height,
 737                                 int16_t *mcbuffer);
 738     void (*put_hevc_epel[2][2])(int16_t *dst, ptrdiff_t dststride, uint8_t *src,
 739                                 ptrdiff_t srcstride, int width, int height,
 740                                 int mx, int my, int16_t *mcbuffer);
 741
 742     void (*put_unweighted_pred)(uint8_t *dst, ptrdiff_t dststride, int16_t *src,
 743                                 ptrdiff_t srcstride, int width, int height);
 744     void (*put_weighted_pred_avg)(uint8_t *dst, ptrdiff_t dststride,
 745                                   int16_t *src1, int16_t *src2,
 746                                   ptrdiff_t srcstride, int width, int height);
 747     void (*weighted_pred)(uint8_t denom, int16_t wlxFlag, int16_t olxFlag,
 748                           uint8_t *dst, ptrdiff_t dststride, int16_t *src,
 749                           ptrdiff_t srcstride, int width, int height);
 750     void (*weighted_pred_avg)(uint8_t denom, int16_t wl0Flag, int16_t wl1Flag,
 751                               int16_t ol0Flag, int16_t ol1Flag, uint8_t *dst,
 752                               ptrdiff_t dststride, int16_t *src1, int16_t *src2,
 753                               ptrdiff_t srcstride, int width, int height);
 754
 755     void (*hevc_h_loop_filter_luma)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 756                                     int *beta, int *tc,
 757                                     uint8_t *no_p, uint8_t *no_q);
 758     void (*hevc_v_loop_filter_luma)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 759                                     int *beta, int *tc,
 760                                     uint8_t *no_p, uint8_t *no_q);
 761     void (*hevc_h_loop_filter_chroma)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 762                                       int *tc, uint8_t *no_p, uint8_t *no_q);
 763     void (*hevc_v_loop_filter_chroma)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 764                                       int *tc, uint8_t *no_p, uint8_t *no_q);
 765     void (*hevc_h_loop_filter_luma_c)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 766                                       int *beta, int *tc,
 767                                       uint8_t *no_p, uint8_t *no_q);
 768     void (*hevc_v_loop_filter_luma_c)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 769                                       int *beta, int *tc,
 770                                       uint8_t *no_p, uint8_t *no_q);
 771     void (*hevc_h_loop_filter_chroma_c)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 772                                         int *tc, uint8_t *no_p,
 773                                         uint8_t *no_q);
 774     void (*hevc_v_loop_filter_chroma_c)(uint8_t *pix, ptrdiff_t stride,
 775                                         int *tc, uint8_t *no_p,
 776                                         uint8_t *no_q);
 777 } HEVCDSPContext;
 778
 779 struct HEVCContext;
 780
 781 typedef struct HEVCPredContext {
 782     void (*intra_pred)(struct HEVCContext *s, int x0, int y0,
 783                        int log2_size, int c_idx);
 784
 785     void (*pred_planar[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
 786                            const uint8_t *left, ptrdiff_t stride);
 787     void (*pred_dc)(uint8_t *src, const uint8_t *top, const uint8_t *left,
 788                     ptrdiff_t stride, int log2_size, int c_idx);
 789     void (*pred_angular[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
 790                             const uint8_t *left, ptrdiff_t stride,
 791                             int c_idx, int mode);
 792 } HEVCPredContext;
 793
 794 typedef struct HEVCLocalContext {
 795     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
 796     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 797
 798     uint8_t first_qp_group;
 799
 800     GetBitContext gb;
 801     CABACContext cc;
 802     TransformTree tt;
 803
 804     int8_t qp_y;
 805     int8_t curr_qp_y;
 806
 807     TransformUnit tu;
 808
 809     uint8_t ctb_left_flag;
 810     uint8_t ctb_up_flag;
 811     uint8_t ctb_up_right_flag;
 812     uint8_t ctb_up_left_flag;
 813     int     start_of_tiles_x;
 814     int     end_of_tiles_x;
 815     int     end_of_tiles_y;
 816     uint8_t *edge_emu_buffer;
 817     int      edge_emu_buffer_size;
 818     CodingTree ct;
 819     CodingUnit cu;
 820     PredictionUnit pu;
 821     NeighbourAvailable na;
 822
 823     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
 824     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
 825 } HEVCLocalContext;
 826
 827 typedef struct HEVCContext {
 828     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
 829     AVCodecContext *avctx;
 830
 831     HEVCLocalContext HEVClc;
 832
 833     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 834
 835     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
 836     uint8_t slice_initialized;
 837
 838     AVFrame *frame;
 839     AVFrame *sao_frame;
 840     AVFrame *tmp_frame;
 841     AVFrame *output_frame;
 842
 843     const HEVCVPS *vps;
 844     const HEVCSPS *sps;
 845     const HEVCPPS *pps;
 846     HEVCVPS     *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
 847     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
 848     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
 849
 850     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
 851     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
 852
 853     ///< candidate references for the current frame
 854     RefPicList rps[5];
 855
 856     SliceHeader sh;
 857     SAOParams *sao;
 858     DBParams *deblock;
 859     enum NALUnitType nal_unit_type;
 860     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
 861     HEVCFrame *ref;
 862     HEVCFrame DPB[32];
 863     int poc;
 864     int pocTid0;
 865     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
 866     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
 867     int max_ra;
 868     int bs_width;
 869     int bs_height;
 870
 871     int is_decoded;
 872
 873     HEVCPredContext hpc;
 874     HEVCDSPContext hevcdsp;
 875     VideoDSPContext vdsp;
 876     DSPContext dsp;
 877     int8_t *qp_y_tab;
 878     uint8_t *split_cu_flag;
 879     uint8_t *horizontal_bs;
 880     uint8_t *vertical_bs;
 881
 882     int32_t *tab_slice_address;
 883
 884     //  CU
 885     uint8_t *skip_flag;
 886     uint8_t *tab_ct_depth;
 887     // PU
 888     uint8_t *tab_ipm;
 889
 890     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
 891     uint8_t *is_pcm;
 892
 893     // CTB-level flags affecting loop filter operation
 894     uint8_t *filter_slice_edges;
 895
 896     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
 897     uint8_t *checksum_buf;
 898     int      checksum_buf_size;
 899
 900     /**
 901      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
 902      * frames are output first after a POC reset
 903      */
 904     uint16_t seq_decode;
 905     uint16_t seq_output;
 906
 907     HEVCNAL *nals;
 908     int nb_nals;
 909     int nals_allocated;
 910
 911     // for checking the frame checksums
 912     struct AVMD5 *md5_ctx;
 913     uint8_t       md5[3][16];
 914     uint8_t is_md5;
 915
 916     uint8_t context_initialized;
 917     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
 918                             ///< as a format defined in 14496-15
 919     int apply_defdispwin;
 920
 921     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 922     int nuh_layer_id;
 923 } HEVCContext;
 924
 925 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
 926                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 927 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
 928 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
 929 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
 930 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
 931
 932 /**
 933  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
 934  */
 935 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
 936
 937 /**
 938  * Drop all frames currently in DPB.
 939  */
 940 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
 941
 942 /**
 943  * Compute POC of the current frame and return it.
 944  */
 945 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
 946
 947 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
 948                                  int x0, int y0);
 949
 950 /**
 951  * Construct the reference picture sets for the current frame.
 952  */
 953 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
 954
 955 /**
 956  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
 957  */
 958 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
 959
 960 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 961 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 962 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 963 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
 964 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
 965 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
 966 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
 967 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
 968 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
 969 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
 970 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 971                              int x_cb, int y_cb);
 972 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 973 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
 974                                           int x0, int y0);
 975 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
 976 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
 977 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
 978 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
 979 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 980 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 981 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
 982 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 983 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
 984 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
 985 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
 986 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
 987 int ff_hevc_abs_mvd_greater0_flag_decode(HEVCContext *s);
 988 int ff_hevc_abs_mvd_greater1_flag_decode(HEVCContext *s);
 989 int ff_hevc_mvd_decode(HEVCContext *s);
 990 int ff_hevc_mvd_sign_flag_decode(HEVCContext *s);
 991 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
 992 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
 993 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
 994 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
 995 int ff_hevc_last_significant_coeff_x_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 996                                                    int log2_size);
 997 int ff_hevc_last_significant_coeff_y_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
 998                                                    int log2_size);
 999 int ff_hevc_last_significant_coeff_suffix_decode(HEVCContext *s,
1000                                                  int last_significant_coeff_prefix);
1001 int ff_hevc_significant_coeff_group_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
1002                                                 int ctx_cg);
1003 int ff_hevc_significant_coeff_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx, int x_c,
1004                                           int y_c, int log2_trafo_size,
1005                                           int scan_idx, int prev_sig);
1006 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater1_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
1007                                                  int ctx_set);
1008 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater2_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
1009                                                  int inc);
1010 int ff_hevc_coeff_abs_level_remaining(HEVCContext *s, int base_level,
1011                                       int rc_rice_param);
1012 int ff_hevc_coeff_sign_flag(HEVCContext *s, uint8_t nb);
1013
1014 /**
1015  * Get the number of candidate references for the current frame.
1016  */
1017 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
1018
1019 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
1020
1021 /**
1022  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
1023  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
1024  */
1025 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
1026
1027 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
1028
1029 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1030                                      int nPbW, int nPbH);
1031 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1032                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1033                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
1034 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1035                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1036                               int part_idx, int merge_idx,
1037                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
1038 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
1039                      int log2_cb_size);
1040 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1041                                            int log2_trafo_size,
1042                                            int slice_or_tiles_up_boundary,
1043                                            int slice_or_tiles_left_boundary);
1044 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1045 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1046 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
1047 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1048
1049 void ff_hevc_pps_free(HEVCPPS **ppps);
1050
1051 void ff_hevc_pred_init(HEVCPredContext *hpc, int bit_depth);
1052
1053 void ff_hevc_dsp_init(HEVCDSPContext *hpc, int bit_depth);
1054
1055 extern const int8_t ff_hevc_epel_filters[7][16];
1056
1057 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1058 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1059 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1060
1061 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1062 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1063 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1064 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1065
1066 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */