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