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 "h2645_parse.h"
  35 #include "hevcdsp.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 #define MAX_NB_THREADS 16
  44 #define SHIFT_CTB_WPP 2
  45
  46 /**
  47  * 7.4.2.1
  48  */
  49 #define MAX_SUB_LAYERS 7
  50 #define MAX_VPS_COUNT 16
  51 #define MAX_SPS_COUNT 32
  52 #define MAX_PPS_COUNT 256
  53 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
  54 #define MAX_CU_SIZE 128
  55
  56 //TODO: check if this is really the maximum
  57 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
  58
  59 #define MAX_TB_SIZE 32
  60 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
  61 #define MAX_QP 51
  62 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
  63
  64 #define HEVC_CONTEXTS 199
  65
  66 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
  67
  68 #define L0 0
  69 #define L1 1
  70
  71 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
  72 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
  73 #define EPEL_EXTRA        3
  74 #define QPEL_EXTRA_BEFORE 3
  75 #define QPEL_EXTRA_AFTER  4
  76 #define QPEL_EXTRA        7
  77
  78 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
  79
  80 /**
  81  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
  82  */
  83 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
  84 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
  85
  86 #define IS_IDR(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
  87 #define IS_BLA(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
  88                    (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
  89 #define IS_IRAP(s) ((s)->nal_unit_type >= 16 && (s)->nal_unit_type <= 23)
  90
  91 /**
  92  * Table 7-3: NAL unit type codes
  93  */
  94 enum NALUnitType {
  95     NAL_TRAIL_N    = 0,
  96     NAL_TRAIL_R    = 1,
  97     NAL_TSA_N      = 2,
  98     NAL_TSA_R      = 3,
  99     NAL_STSA_N     = 4,
 100     NAL_STSA_R     = 5,
 101     NAL_RADL_N     = 6,
 102     NAL_RADL_R     = 7,
 103     NAL_RASL_N     = 8,
 104     NAL_RASL_R     = 9,
 105     NAL_BLA_W_LP   = 16,
 106     NAL_BLA_W_RADL = 17,
 107     NAL_BLA_N_LP   = 18,
 108     NAL_IDR_W_RADL = 19,
 109     NAL_IDR_N_LP   = 20,
 110     NAL_CRA_NUT    = 21,
 111     NAL_VPS        = 32,
 112     NAL_SPS        = 33,
 113     NAL_PPS        = 34,
 114     NAL_AUD        = 35,
 115     NAL_EOS_NUT    = 36,
 116     NAL_EOB_NUT    = 37,
 117     NAL_FD_NUT     = 38,
 118     NAL_SEI_PREFIX = 39,
 119     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
 120 };
 121
 122 enum RPSType {
 123     ST_CURR_BEF = 0,
 124     ST_CURR_AFT,
 125     ST_FOLL,
 126     LT_CURR,
 127     LT_FOLL,
 128     NB_RPS_TYPE,
 129 };
 130
 131 enum SliceType {
 132     B_SLICE = 0,
 133     P_SLICE = 1,
 134     I_SLICE = 2,
 135 };
 136
 137 enum SyntaxElement {
 138     SAO_MERGE_FLAG = 0,
 139     SAO_TYPE_IDX,
 140     SAO_EO_CLASS,
 141     SAO_BAND_POSITION,
 142     SAO_OFFSET_ABS,
 143     SAO_OFFSET_SIGN,
 144     END_OF_SLICE_FLAG,
 145     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
 146     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
 147     SKIP_FLAG,
 148     CU_QP_DELTA,
 149     PRED_MODE_FLAG,
 150     PART_MODE,
 151     PCM_FLAG,
 152     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
 153     MPM_IDX,
 154     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
 155     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
 156     MERGE_FLAG,
 157     MERGE_IDX,
 158     INTER_PRED_IDC,
 159     REF_IDX_L0,
 160     REF_IDX_L1,
 161     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
 162     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
 163     ABS_MVD_MINUS2,
 164     MVD_SIGN_FLAG,
 165     MVP_LX_FLAG,
 166     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
 167     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
 168     CBF_LUMA,
 169     CBF_CB_CR,
 170     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
 171     EXPLICIT_RDPCM_FLAG,
 172     EXPLICIT_RDPCM_DIR_FLAG,
 173     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
 174     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
 175     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
 176     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
 177     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
 178     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
 179     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
 180     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
 181     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
 182     COEFF_SIGN_FLAG,
 183     LOG2_RES_SCALE_ABS,
 184     RES_SCALE_SIGN_FLAG,
 185     CU_CHROMA_QP_OFFSET_FLAG,
 186     CU_CHROMA_QP_OFFSET_IDX,
 187 };
 188
 189 enum PartMode {
 190     PART_2Nx2N = 0,
 191     PART_2NxN  = 1,
 192     PART_Nx2N  = 2,
 193     PART_NxN   = 3,
 194     PART_2NxnU = 4,
 195     PART_2NxnD = 5,
 196     PART_nLx2N = 6,
 197     PART_nRx2N = 7,
 198 };
 199
 200 enum PredMode {
 201     MODE_INTER = 0,
 202     MODE_INTRA,
 203     MODE_SKIP,
 204 };
 205
 206 enum InterPredIdc {
 207     PRED_L0 = 0,
 208     PRED_L1,
 209     PRED_BI,
 210 };
 211
 212 enum PredFlag {
 213     PF_INTRA = 0,
 214     PF_L0,
 215     PF_L1,
 216     PF_BI,
 217 };
 218
 219 enum IntraPredMode {
 220     INTRA_PLANAR = 0,
 221     INTRA_DC,
 222     INTRA_ANGULAR_2,
 223     INTRA_ANGULAR_3,
 224     INTRA_ANGULAR_4,
 225     INTRA_ANGULAR_5,
 226     INTRA_ANGULAR_6,
 227     INTRA_ANGULAR_7,
 228     INTRA_ANGULAR_8,
 229     INTRA_ANGULAR_9,
 230     INTRA_ANGULAR_10,
 231     INTRA_ANGULAR_11,
 232     INTRA_ANGULAR_12,
 233     INTRA_ANGULAR_13,
 234     INTRA_ANGULAR_14,
 235     INTRA_ANGULAR_15,
 236     INTRA_ANGULAR_16,
 237     INTRA_ANGULAR_17,
 238     INTRA_ANGULAR_18,
 239     INTRA_ANGULAR_19,
 240     INTRA_ANGULAR_20,
 241     INTRA_ANGULAR_21,
 242     INTRA_ANGULAR_22,
 243     INTRA_ANGULAR_23,
 244     INTRA_ANGULAR_24,
 245     INTRA_ANGULAR_25,
 246     INTRA_ANGULAR_26,
 247     INTRA_ANGULAR_27,
 248     INTRA_ANGULAR_28,
 249     INTRA_ANGULAR_29,
 250     INTRA_ANGULAR_30,
 251     INTRA_ANGULAR_31,
 252     INTRA_ANGULAR_32,
 253     INTRA_ANGULAR_33,
 254     INTRA_ANGULAR_34,
 255 };
 256
 257 enum SAOType {
 258     SAO_NOT_APPLIED = 0,
 259     SAO_BAND,
 260     SAO_EDGE,
 261     SAO_APPLIED
 262 };
 263
 264 enum SAOEOClass {
 265     SAO_EO_HORIZ = 0,
 266     SAO_EO_VERT,
 267     SAO_EO_135D,
 268     SAO_EO_45D,
 269 };
 270
 271 enum ScanType {
 272     SCAN_DIAG = 0,
 273     SCAN_HORIZ,
 274     SCAN_VERT,
 275 };
 276
 277 typedef struct ShortTermRPS {
 278     unsigned int num_negative_pics;
 279     int num_delta_pocs;
 280     int rps_idx_num_delta_pocs;
 281     int32_t delta_poc[32];
 282     uint8_t used[32];
 283 } ShortTermRPS;
 284
 285 typedef struct LongTermRPS {
 286     int     poc[32];
 287     uint8_t used[32];
 288     uint8_t nb_refs;
 289 } LongTermRPS;
 290
 291 typedef struct RefPicList {
 292     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
 293     int list[MAX_REFS];
 294     int isLongTerm[MAX_REFS];
 295     int nb_refs;
 296 } RefPicList;
 297
 298 typedef struct RefPicListTab {
 299     RefPicList refPicList[2];
 300 } RefPicListTab;
 301
 302 typedef struct HEVCWindow {
 303     unsigned int left_offset;
 304     unsigned int right_offset;
 305     unsigned int top_offset;
 306     unsigned int bottom_offset;
 307 } HEVCWindow;
 308
 309 typedef struct VUI {
 310     AVRational sar;
 311
 312     int overscan_info_present_flag;
 313     int overscan_appropriate_flag;
 314
 315     int video_signal_type_present_flag;
 316     int video_format;
 317     int video_full_range_flag;
 318     int colour_description_present_flag;
 319     uint8_t colour_primaries;
 320     uint8_t transfer_characteristic;
 321     uint8_t matrix_coeffs;
 322
 323     int chroma_loc_info_present_flag;
 324     int chroma_sample_loc_type_top_field;
 325     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
 326     int neutra_chroma_indication_flag;
 327
 328     int field_seq_flag;
 329     int frame_field_info_present_flag;
 330
 331     int default_display_window_flag;
 332     HEVCWindow def_disp_win;
 333
 334     int vui_timing_info_present_flag;
 335     uint32_t vui_num_units_in_tick;
 336     uint32_t vui_time_scale;
 337     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 338     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
 339     int vui_hrd_parameters_present_flag;
 340
 341     int bitstream_restriction_flag;
 342     int tiles_fixed_structure_flag;
 343     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
 344     int restricted_ref_pic_lists_flag;
 345     int min_spatial_segmentation_idc;
 346     int max_bytes_per_pic_denom;
 347     int max_bits_per_min_cu_denom;
 348     int log2_max_mv_length_horizontal;
 349     int log2_max_mv_length_vertical;
 350 } VUI;
 351
 352 typedef struct PTLCommon {
 353     uint8_t profile_space;
 354     uint8_t tier_flag;
 355     uint8_t profile_idc;
 356     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
 357     uint8_t level_idc;
 358     uint8_t progressive_source_flag;
 359     uint8_t interlaced_source_flag;
 360     uint8_t non_packed_constraint_flag;
 361     uint8_t frame_only_constraint_flag;
 362 } PTLCommon;
 363
 364 typedef struct PTL {
 365     PTLCommon general_ptl;
 366     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
 367
 368     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 369     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 370 } PTL;
 371
 372 typedef struct HEVCVPS {
 373     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
 374     int vps_max_layers;
 375     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
 376
 377     PTL ptl;
 378     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
 379     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
 380     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
 381     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
 382     int vps_max_layer_id;
 383     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
 384     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
 385     uint32_t vps_num_units_in_tick;
 386     uint32_t vps_time_scale;
 387     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
 388     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
 389     int vps_num_hrd_parameters;
 390 } HEVCVPS;
 391
 392 typedef struct ScalingList {
 393     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 394      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 395     uint8_t sl[4][6][64];
 396     uint8_t sl_dc[2][6];
 397 } ScalingList;
 398
 399 typedef struct HEVCSPS {
 400     unsigned vps_id;
 401     int chroma_format_idc;
 402     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 403
 404     ///< output (i.e. cropped) values
 405     int output_width, output_height;
 406     HEVCWindow output_window;
 407
 408     HEVCWindow pic_conf_win;
 409
 410     int bit_depth;
 411     int pixel_shift;
 412     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 413
 414     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 415     int pcm_enabled_flag;
 416
 417     int max_sub_layers;
 418     struct {
 419         int max_dec_pic_buffering;
 420         int num_reorder_pics;
 421         int max_latency_increase;
 422     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
 423
 424     VUI vui;
 425     PTL ptl;
 426
 427     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 428     ScalingList scaling_list;
 429
 430     unsigned int nb_st_rps;
 431     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
 432
 433     uint8_t amp_enabled_flag;
 434     uint8_t sao_enabled;
 435
 436     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 437     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
 438     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
 439     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 440
 441     struct {
 442         uint8_t bit_depth;
 443         uint8_t bit_depth_chroma;
 444         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 445         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 446         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 447     } pcm;
 448     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 449     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 450
 451     unsigned int log2_min_cb_size;
 452     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 453     unsigned int log2_min_tb_size;
 454     unsigned int log2_max_trafo_size;
 455     unsigned int log2_ctb_size;
 456     unsigned int log2_min_pu_size;
 457
 458     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 459     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 460
 461     int transform_skip_rotation_enabled_flag;
 462     int transform_skip_context_enabled_flag;
 463     int implicit_rdpcm_enabled_flag;
 464     int explicit_rdpcm_enabled_flag;
 465     int intra_smoothing_disabled_flag;
 466     int persistent_rice_adaptation_enabled_flag;
 467
 468     ///< coded frame dimension in various units
 469     int width;
 470     int height;
 471     int ctb_width;
 472     int ctb_height;
 473     int ctb_size;
 474     int min_cb_width;
 475     int min_cb_height;
 476     int min_tb_width;
 477     int min_tb_height;
 478     int min_pu_width;
 479     int min_pu_height;
 480     int tb_mask;
 481
 482     int hshift[3];
 483     int vshift[3];
 484
 485     int qp_bd_offset;
 486 } HEVCSPS;
 487
 488 typedef struct HEVCPPS {
 489     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 490
 491     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 492
 493     uint8_t cabac_init_present_flag;
 494
 495     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 496     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 497     int pic_init_qp_minus26;
 498
 499     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 500     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 501
 502     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 503     int diff_cu_qp_delta_depth;
 504
 505     int cb_qp_offset;
 506     int cr_qp_offset;
 507     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 508     uint8_t weighted_pred_flag;
 509     uint8_t weighted_bipred_flag;
 510     uint8_t output_flag_present_flag;
 511     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 512
 513     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 514     uint8_t tiles_enabled_flag;
 515     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 516
 517     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 518     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 519     uint8_t uniform_spacing_flag;
 520     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 521
 522     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 523
 524     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 525     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 526     uint8_t disable_dbf;
 527     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 528     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 529
 530     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 531     ScalingList scaling_list;
 532
 533     uint8_t lists_modification_present_flag;
 534     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 535     int num_extra_slice_header_bits;
 536     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 537     uint8_t log2_max_transform_skip_block_size;
 538     uint8_t cross_component_prediction_enabled_flag;
 539     uint8_t chroma_qp_offset_list_enabled_flag;
 540     uint8_t diff_cu_chroma_qp_offset_depth;
 541     uint8_t chroma_qp_offset_list_len_minus1;
 542     int8_t  cb_qp_offset_list[5];
 543     int8_t  cr_qp_offset_list[5];
 544     uint8_t log2_sao_offset_scale_luma;
 545     uint8_t log2_sao_offset_scale_chroma;
 546
 547     // Inferred parameters
 548     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
 549     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
 550     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
 551     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
 552     int *col_idxX;
 553
 554     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 555     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 556     int *tile_id;           ///< TileId
 557     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 558     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 559     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
 560 } HEVCPPS;
 561
 562 typedef struct HEVCParamSets {
 563     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
 564     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
 565     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
 566
 567     /* currently active parameter sets */
 568     const HEVCVPS *vps;
 569     const HEVCSPS *sps;
 570     const HEVCPPS *pps;
 571 } HEVCParamSets;
 572
 573 typedef struct SliceHeader {
 574     unsigned int pps_id;
 575
 576     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
 577     unsigned int   slice_segment_addr;
 578     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
 579     unsigned int   slice_addr;
 580
 581     enum SliceType slice_type;
 582
 583     int pic_order_cnt_lsb;
 584
 585     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
 586     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
 587     uint8_t pic_output_flag;
 588     uint8_t colour_plane_id;
 589
 590     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
 591     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
 592     int short_term_ref_pic_set_size;
 593     ShortTermRPS slice_rps;
 594     const ShortTermRPS *short_term_rps;
 595     int long_term_ref_pic_set_size;
 596     LongTermRPS long_term_rps;
 597     unsigned int list_entry_lx[2][32];
 598
 599     uint8_t rpl_modification_flag[2];
 600     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
 601     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
 602
 603     unsigned int nb_refs[2];
 604
 605     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
 606     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
 607
 608     uint8_t cabac_init_flag;
 609     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
 610     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 611     uint8_t collocated_list;
 612
 613     unsigned int collocated_ref_idx;
 614
 615     int slice_qp_delta;
 616     int slice_cb_qp_offset;
 617     int slice_cr_qp_offset;
 618
 619     uint8_t cu_chroma_qp_offset_enabled_flag;
 620
 621     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 622     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 623
 624     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 625
 626     unsigned *entry_point_offset;
 627     int * offset;
 628     int * size;
 629     int num_entry_point_offsets;
 630
 631     int8_t slice_qp;
 632
 633     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 634     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 635
 636     int16_t luma_weight_l0[16];
 637     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 638     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 639     int16_t luma_weight_l1[16];
 640
 641     int16_t luma_offset_l0[16];
 642     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 643
 644     int16_t luma_offset_l1[16];
 645     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 646
 647     int slice_ctb_addr_rs;
 648 } SliceHeader;
 649
 650 typedef struct CodingUnit {
 651     int x;
 652     int y;
 653
 654     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
 655     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
 656
 657     // Inferred parameters
 658     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
 659     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
 660     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
 661 } CodingUnit;
 662
 663 typedef struct Mv {
 664     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
 665     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
 666 } Mv;
 667
 668 typedef struct MvField {
 669     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
 670     int8_t ref_idx[2];
 671     int8_t pred_flag;
 672 } MvField;
 673
 674 typedef struct NeighbourAvailable {
 675     int cand_bottom_left;
 676     int cand_left;
 677     int cand_up;
 678     int cand_up_left;
 679     int cand_up_right;
 680     int cand_up_right_sap;
 681 } NeighbourAvailable;
 682
 683 typedef struct PredictionUnit {
 684     int mpm_idx;
 685     int rem_intra_luma_pred_mode;
 686     uint8_t intra_pred_mode[4];
 687     Mv mvd;
 688     uint8_t merge_flag;
 689     uint8_t intra_pred_mode_c[4];
 690     uint8_t chroma_mode_c[4];
 691 } PredictionUnit;
 692
 693 typedef struct TransformUnit {
 694     int cu_qp_delta;
 695
 696     int res_scale_val;
 697
 698     // Inferred parameters;
 699     int intra_pred_mode;
 700     int intra_pred_mode_c;
 701     int chroma_mode_c;
 702     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
 703     uint8_t is_cu_chroma_qp_offset_coded;
 704     int8_t  cu_qp_offset_cb;
 705     int8_t  cu_qp_offset_cr;
 706     uint8_t cross_pf;
 707 } TransformUnit;
 708
 709 typedef struct DBParams {
 710     int beta_offset;
 711     int tc_offset;
 712 } DBParams;
 713
 714 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
 715 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
 716 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
 717 #define HEVC_FRAME_FLAG_BUMPING   (1 << 3)
 718
 719 typedef struct HEVCFrame {
 720     AVFrame *frame;
 721     ThreadFrame tf;
 722     MvField *tab_mvf;
 723     RefPicList *refPicList;
 724     RefPicListTab **rpl_tab;
 725     int ctb_count;
 726     int poc;
 727     struct HEVCFrame *collocated_ref;
 728
 729     HEVCWindow window;
 730
 731     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
 732     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
 733     AVBufferRef *rpl_buf;
 734
 735     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 736     void *hwaccel_picture_private;
 737
 738     /**
 739      * A sequence counter, so that old frames are output first
 740      * after a POC reset
 741      */
 742     uint16_t sequence;
 743
 744     /**
 745      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
 746      */
 747     uint8_t flags;
 748 } HEVCFrame;
 749
 750 typedef struct HEVCLocalContext {
 751     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 752
 753     uint8_t stat_coeff[4];
 754
 755     uint8_t first_qp_group;
 756
 757     GetBitContext gb;
 758     CABACContext cc;
 759
 760     int8_t qp_y;
 761     int8_t curr_qp_y;
 762
 763     int qPy_pred;
 764
 765     TransformUnit tu;
 766
 767     uint8_t ctb_left_flag;
 768     uint8_t ctb_up_flag;
 769     uint8_t ctb_up_right_flag;
 770     uint8_t ctb_up_left_flag;
 771     int     end_of_tiles_x;
 772     int     end_of_tiles_y;
 773     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
 774     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 775     /* The extended size between the new edge emu buffer is abused by SAO */
 776     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 777     DECLARE_ALIGNED(32, int16_t, tmp [MAX_PB_SIZE * MAX_PB_SIZE]);
 778
 779     int ct_depth;
 780     CodingUnit cu;
 781     PredictionUnit pu;
 782     NeighbourAvailable na;
 783
 784 #define BOUNDARY_LEFT_SLICE     (1 << 0)
 785 #define BOUNDARY_LEFT_TILE      (1 << 1)
 786 #define BOUNDARY_UPPER_SLICE    (1 << 2)
 787 #define BOUNDARY_UPPER_TILE     (1 << 3)
 788     /* properties of the boundary of the current CTB for the purposes
 789      * of the deblocking filter */
 790     int boundary_flags;
 791 } HEVCLocalContext;
 792
 793 typedef struct HEVCContext {
 794     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
 795     AVCodecContext *avctx;
 796
 797     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
 798
 799     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
 800     HEVCLocalContext    *HEVClc;
 801
 802     uint8_t             threads_type;
 803     uint8_t             threads_number;
 804
 805     int                 width;
 806     int                 height;
 807
 808     uint8_t *cabac_state;
 809
 810     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
 811     uint8_t slice_initialized;
 812
 813     AVFrame *frame;
 814     AVFrame *output_frame;
 815     uint8_t *sao_pixel_buffer_h[3];
 816     uint8_t *sao_pixel_buffer_v[3];
 817
 818     HEVCParamSets ps;
 819
 820     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
 821     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
 822
 823     ///< candidate references for the current frame
 824     RefPicList rps[5];
 825
 826     SliceHeader sh;
 827     SAOParams *sao;
 828     DBParams *deblock;
 829     enum NALUnitType nal_unit_type;
 830     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
 831     HEVCFrame *ref;
 832     HEVCFrame DPB[32];
 833     int poc;
 834     int pocTid0;
 835     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
 836     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
 837     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
 838     int max_ra;
 839     int bs_width;
 840     int bs_height;
 841
 842     int is_decoded;
 843     int no_rasl_output_flag;
 844
 845     HEVCPredContext hpc;
 846     HEVCDSPContext hevcdsp;
 847     VideoDSPContext vdsp;
 848     BswapDSPContext bdsp;
 849     int8_t *qp_y_tab;
 850     uint8_t *horizontal_bs;
 851     uint8_t *vertical_bs;
 852
 853     int32_t *tab_slice_address;
 854
 855     //  CU
 856     uint8_t *skip_flag;
 857     uint8_t *tab_ct_depth;
 858     // PU
 859     uint8_t *tab_ipm;
 860
 861     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
 862     uint8_t *is_pcm;
 863
 864     // CTB-level flags affecting loop filter operation
 865     uint8_t *filter_slice_edges;
 866
 867     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
 868     uint8_t *checksum_buf;
 869     int      checksum_buf_size;
 870
 871     /**
 872      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
 873      * frames are output first after a POC reset
 874      */
 875     uint16_t seq_decode;
 876     uint16_t seq_output;
 877
 878     int enable_parallel_tiles;
 879     int wpp_err;
 880
 881     const uint8_t *data;
 882
 883     H2645Packet pkt;
 884     // type of the first VCL NAL of the current frame
 885     enum NALUnitType first_nal_type;
 886
 887     // for checking the frame checksums
 888     struct AVMD5 *md5_ctx;
 889     uint8_t       md5[3][16];
 890     uint8_t is_md5;
 891
 892     uint8_t context_initialized;
 893     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
 894                             ///< as a format defined in 14496-15
 895     int apply_defdispwin;
 896
 897     int active_seq_parameter_set_id;
 898
 899     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 900     int nuh_layer_id;
 901
 902     /** frame packing arrangement variables */
 903     int sei_frame_packing_present;
 904     int frame_packing_arrangement_type;
 905     int content_interpretation_type;
 906     int quincunx_subsampling;
 907
 908     /** display orientation */
 909     int sei_display_orientation_present;
 910     int sei_anticlockwise_rotation;
 911     int sei_hflip, sei_vflip;
 912
 913     int picture_struct;
 914
 915     uint8_t* a53_caption;
 916     int a53_caption_size;
 917
 918     /** mastering display */
 919     int sei_mastering_display_info_present;
 920     uint16_t display_primaries[3][2];
 921     uint16_t white_point[2];
 922     uint32_t max_mastering_luminance;
 923     uint32_t min_mastering_luminance;
 924
 925 } HEVCContext;
 926
 927 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 928                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 929
 930 /**
 931  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
 932  *
 933  * @param sps_id the SPS id will be written here
 934  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
 935  *                         will be applied to the video dimensions
 936  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
 937  *                 to an existing VPS
 938  */
 939 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
 940                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
 941
 942 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 943                            HEVCParamSets *ps);
 944 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 945                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
 946 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 947                            HEVCParamSets *ps);
 948 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
 949
 950 /**
 951  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
 952  */
 953 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
 954
 955 /**
 956  * Drop all frames currently in DPB.
 957  */
 958 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
 959
 960 /**
 961  * Compute POC of the current frame and return it.
 962  */
 963 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
 964
 965 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
 966                                  int x0, int y0);
 967
 968 /**
 969  * Construct the reference picture sets for the current frame.
 970  */
 971 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
 972
 973 /**
 974  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
 975  */
 976 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
 977
 978 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 979 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 980 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 981 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
 982 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
 983 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
 984 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
 985 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
 986 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
 987 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
 988 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 989                              int x_cb, int y_cb);
 990 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 991 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
 992                                           int x0, int y0);
 993 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
 994 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
 995 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
 996 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
 997 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 998 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
 999 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
1000 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
1001 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
1002 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
1003 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
1004 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
1005 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
1006 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1007 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1008 int ff_hevc_log2_res_scale_abs(HEVCContext *s, int idx);
1009 int ff_hevc_res_scale_sign_flag(HEVCContext *s, int idx);
1010
1011 /**
1012  * Get the number of candidate references for the current frame.
1013  */
1014 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
1015
1016 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
1017
1018 /**
1019  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
1020  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
1021  */
1022 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
1023
1024 void ff_hevc_bump_frame(HEVCContext *s);
1025
1026 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
1027
1028 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1029                                      int nPbW, int nPbH);
1030 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1031                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1032                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
1033 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1034                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1035                               int part_idx, int merge_idx,
1036                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
1037 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xBase, int yBase,
1038                      int log2_cb_size);
1039 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1040                                            int log2_trafo_size);
1041 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1042 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1043 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_flag(HEVCContext *s);
1044 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_idx(HEVCContext *s);
1045 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y, int ctb_size);
1046 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1047 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1048                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
1049                                  int c_idx);
1050
1051 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1052
1053
1054 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
1055                            uint8_t *buf, int buf_size);
1056
1057 /**
1058  * Reset SEI values that are stored on the Context.
1059  * e.g. Caption data that was extracted during NAL
1060  * parsing.
1061  *
1062  * @param s HEVCContext.
1063  */
1064 void ff_hevc_reset_sei(HEVCContext *s);
1065
1066 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1067 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1068 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1069
1070 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1071 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1072 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1073 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1074
1075 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */