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 <stdatomic.h>
  27
  28 #include "libavutil/buffer.h"
  29 #include "libavutil/md5.h"
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "bswapdsp.h"
  33 #include "cabac.h"
  34 #include "get_bits.h"
  35 #include "hevcpred.h"
  36 #include "h2645_parse.h"
  37 #include "hevcdsp.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "thread.h"
  40 #include "videodsp.h"
  41
  42 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
  43 #define MAX_REFS 16
  44
  45 #define MAX_NB_THREADS 16
  46 #define SHIFT_CTB_WPP 2
  47
  48 /**
  49  * 7.4.2.1
  50  */
  51 #define MAX_SUB_LAYERS 7
  52 #define MAX_VPS_COUNT 16
  53 #define MAX_SPS_COUNT 32
  54 #define MAX_PPS_COUNT 256
  55 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
  56 #define MAX_CU_SIZE 128
  57
  58 //TODO: check if this is really the maximum
  59 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
  60
  61 #define MAX_TB_SIZE 32
  62 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
  63 #define MAX_QP 51
  64 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
  65
  66 #define HEVC_CONTEXTS 199
  67
  68 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
  69
  70 #define L0 0
  71 #define L1 1
  72
  73 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
  74 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
  75 #define EPEL_EXTRA        3
  76 #define QPEL_EXTRA_BEFORE 3
  77 #define QPEL_EXTRA_AFTER  4
  78 #define QPEL_EXTRA        7
  79
  80 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
  81
  82 /**
  83  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
  84  */
  85 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
  86 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
  87
  88 #define IS_IDR(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
  89 #define IS_BLA(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
  90                    (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
  91 #define IS_IRAP(s) ((s)->nal_unit_type >= 16 && (s)->nal_unit_type <= 23)
  92
  93 /**
  94  * Table 7-3: NAL unit type codes
  95  */
  96 enum NALUnitType {
  97     NAL_TRAIL_N    = 0,
  98     NAL_TRAIL_R    = 1,
  99     NAL_TSA_N      = 2,
 100     NAL_TSA_R      = 3,
 101     NAL_STSA_N     = 4,
 102     NAL_STSA_R     = 5,
 103     NAL_RADL_N     = 6,
 104     NAL_RADL_R     = 7,
 105     NAL_RASL_N     = 8,
 106     NAL_RASL_R     = 9,
 107     NAL_BLA_W_LP   = 16,
 108     NAL_BLA_W_RADL = 17,
 109     NAL_BLA_N_LP   = 18,
 110     NAL_IDR_W_RADL = 19,
 111     NAL_IDR_N_LP   = 20,
 112     NAL_CRA_NUT    = 21,
 113     NAL_VPS        = 32,
 114     NAL_SPS        = 33,
 115     NAL_PPS        = 34,
 116     NAL_AUD        = 35,
 117     NAL_EOS_NUT    = 36,
 118     NAL_EOB_NUT    = 37,
 119     NAL_FD_NUT     = 38,
 120     NAL_SEI_PREFIX = 39,
 121     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
 122 };
 123
 124 enum RPSType {
 125     ST_CURR_BEF = 0,
 126     ST_CURR_AFT,
 127     ST_FOLL,
 128     LT_CURR,
 129     LT_FOLL,
 130     NB_RPS_TYPE,
 131 };
 132
 133 enum SliceType {
 134     B_SLICE = 0,
 135     P_SLICE = 1,
 136     I_SLICE = 2,
 137 };
 138
 139 enum SyntaxElement {
 140     SAO_MERGE_FLAG = 0,
 141     SAO_TYPE_IDX,
 142     SAO_EO_CLASS,
 143     SAO_BAND_POSITION,
 144     SAO_OFFSET_ABS,
 145     SAO_OFFSET_SIGN,
 146     END_OF_SLICE_FLAG,
 147     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
 148     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
 149     SKIP_FLAG,
 150     CU_QP_DELTA,
 151     PRED_MODE_FLAG,
 152     PART_MODE,
 153     PCM_FLAG,
 154     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
 155     MPM_IDX,
 156     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
 157     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
 158     MERGE_FLAG,
 159     MERGE_IDX,
 160     INTER_PRED_IDC,
 161     REF_IDX_L0,
 162     REF_IDX_L1,
 163     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
 164     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
 165     ABS_MVD_MINUS2,
 166     MVD_SIGN_FLAG,
 167     MVP_LX_FLAG,
 168     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
 169     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
 170     CBF_LUMA,
 171     CBF_CB_CR,
 172     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
 173     EXPLICIT_RDPCM_FLAG,
 174     EXPLICIT_RDPCM_DIR_FLAG,
 175     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
 176     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
 177     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
 178     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
 179     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
 180     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
 181     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
 182     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
 183     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
 184     COEFF_SIGN_FLAG,
 185     LOG2_RES_SCALE_ABS,
 186     RES_SCALE_SIGN_FLAG,
 187     CU_CHROMA_QP_OFFSET_FLAG,
 188     CU_CHROMA_QP_OFFSET_IDX,
 189 };
 190
 191 enum PartMode {
 192     PART_2Nx2N = 0,
 193     PART_2NxN  = 1,
 194     PART_Nx2N  = 2,
 195     PART_NxN   = 3,
 196     PART_2NxnU = 4,
 197     PART_2NxnD = 5,
 198     PART_nLx2N = 6,
 199     PART_nRx2N = 7,
 200 };
 201
 202 enum PredMode {
 203     MODE_INTER = 0,
 204     MODE_INTRA,
 205     MODE_SKIP,
 206 };
 207
 208 enum InterPredIdc {
 209     PRED_L0 = 0,
 210     PRED_L1,
 211     PRED_BI,
 212 };
 213
 214 enum PredFlag {
 215     PF_INTRA = 0,
 216     PF_L0,
 217     PF_L1,
 218     PF_BI,
 219 };
 220
 221 enum IntraPredMode {
 222     INTRA_PLANAR = 0,
 223     INTRA_DC,
 224     INTRA_ANGULAR_2,
 225     INTRA_ANGULAR_3,
 226     INTRA_ANGULAR_4,
 227     INTRA_ANGULAR_5,
 228     INTRA_ANGULAR_6,
 229     INTRA_ANGULAR_7,
 230     INTRA_ANGULAR_8,
 231     INTRA_ANGULAR_9,
 232     INTRA_ANGULAR_10,
 233     INTRA_ANGULAR_11,
 234     INTRA_ANGULAR_12,
 235     INTRA_ANGULAR_13,
 236     INTRA_ANGULAR_14,
 237     INTRA_ANGULAR_15,
 238     INTRA_ANGULAR_16,
 239     INTRA_ANGULAR_17,
 240     INTRA_ANGULAR_18,
 241     INTRA_ANGULAR_19,
 242     INTRA_ANGULAR_20,
 243     INTRA_ANGULAR_21,
 244     INTRA_ANGULAR_22,
 245     INTRA_ANGULAR_23,
 246     INTRA_ANGULAR_24,
 247     INTRA_ANGULAR_25,
 248     INTRA_ANGULAR_26,
 249     INTRA_ANGULAR_27,
 250     INTRA_ANGULAR_28,
 251     INTRA_ANGULAR_29,
 252     INTRA_ANGULAR_30,
 253     INTRA_ANGULAR_31,
 254     INTRA_ANGULAR_32,
 255     INTRA_ANGULAR_33,
 256     INTRA_ANGULAR_34,
 257 };
 258
 259 enum SAOType {
 260     SAO_NOT_APPLIED = 0,
 261     SAO_BAND,
 262     SAO_EDGE,
 263     SAO_APPLIED
 264 };
 265
 266 enum SAOEOClass {
 267     SAO_EO_HORIZ = 0,
 268     SAO_EO_VERT,
 269     SAO_EO_135D,
 270     SAO_EO_45D,
 271 };
 272
 273 enum ScanType {
 274     SCAN_DIAG = 0,
 275     SCAN_HORIZ,
 276     SCAN_VERT,
 277 };
 278
 279 typedef struct ShortTermRPS {
 280     unsigned int num_negative_pics;
 281     int num_delta_pocs;
 282     int rps_idx_num_delta_pocs;
 283     int32_t delta_poc[32];
 284     uint8_t used[32];
 285 } ShortTermRPS;
 286
 287 typedef struct LongTermRPS {
 288     int     poc[32];
 289     uint8_t used[32];
 290     uint8_t nb_refs;
 291 } LongTermRPS;
 292
 293 typedef struct RefPicList {
 294     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
 295     int list[MAX_REFS];
 296     int isLongTerm[MAX_REFS];
 297     int nb_refs;
 298 } RefPicList;
 299
 300 typedef struct RefPicListTab {
 301     RefPicList refPicList[2];
 302 } RefPicListTab;
 303
 304 typedef struct HEVCWindow {
 305     unsigned int left_offset;
 306     unsigned int right_offset;
 307     unsigned int top_offset;
 308     unsigned int bottom_offset;
 309 } HEVCWindow;
 310
 311 typedef struct VUI {
 312     AVRational sar;
 313
 314     int overscan_info_present_flag;
 315     int overscan_appropriate_flag;
 316
 317     int video_signal_type_present_flag;
 318     int video_format;
 319     int video_full_range_flag;
 320     int colour_description_present_flag;
 321     uint8_t colour_primaries;
 322     uint8_t transfer_characteristic;
 323     uint8_t matrix_coeffs;
 324
 325     int chroma_loc_info_present_flag;
 326     int chroma_sample_loc_type_top_field;
 327     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
 328     int neutra_chroma_indication_flag;
 329
 330     int field_seq_flag;
 331     int frame_field_info_present_flag;
 332
 333     int default_display_window_flag;
 334     HEVCWindow def_disp_win;
 335
 336     int vui_timing_info_present_flag;
 337     uint32_t vui_num_units_in_tick;
 338     uint32_t vui_time_scale;
 339     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 340     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
 341     int vui_hrd_parameters_present_flag;
 342
 343     int bitstream_restriction_flag;
 344     int tiles_fixed_structure_flag;
 345     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
 346     int restricted_ref_pic_lists_flag;
 347     int min_spatial_segmentation_idc;
 348     int max_bytes_per_pic_denom;
 349     int max_bits_per_min_cu_denom;
 350     int log2_max_mv_length_horizontal;
 351     int log2_max_mv_length_vertical;
 352 } VUI;
 353
 354 typedef struct PTLCommon {
 355     uint8_t profile_space;
 356     uint8_t tier_flag;
 357     uint8_t profile_idc;
 358     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
 359     uint8_t level_idc;
 360     uint8_t progressive_source_flag;
 361     uint8_t interlaced_source_flag;
 362     uint8_t non_packed_constraint_flag;
 363     uint8_t frame_only_constraint_flag;
 364 } PTLCommon;
 365
 366 typedef struct PTL {
 367     PTLCommon general_ptl;
 368     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
 369
 370     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 371     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
 372 } PTL;
 373
 374 typedef struct HEVCVPS {
 375     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
 376     int vps_max_layers;
 377     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
 378
 379     PTL ptl;
 380     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
 381     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
 382     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
 383     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
 384     int vps_max_layer_id;
 385     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
 386     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
 387     uint32_t vps_num_units_in_tick;
 388     uint32_t vps_time_scale;
 389     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
 390     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
 391     int vps_num_hrd_parameters;
 392
 393     uint8_t data[4096];
 394     int data_size;
 395 } HEVCVPS;
 396
 397 typedef struct ScalingList {
 398     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 399      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 400     uint8_t sl[4][6][64];
 401     uint8_t sl_dc[2][6];
 402 } ScalingList;
 403
 404 typedef struct HEVCSPS {
 405     unsigned vps_id;
 406     int chroma_format_idc;
 407     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 408
 409     ///< output (i.e. cropped) values
 410     int output_width, output_height;
 411     HEVCWindow output_window;
 412
 413     HEVCWindow pic_conf_win;
 414
 415     int bit_depth;
 416     int pixel_shift;
 417     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 418
 419     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 420     int pcm_enabled_flag;
 421
 422     int max_sub_layers;
 423     struct {
 424         int max_dec_pic_buffering;
 425         int num_reorder_pics;
 426         int max_latency_increase;
 427     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
 428
 429     VUI vui;
 430     PTL ptl;
 431
 432     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 433     ScalingList scaling_list;
 434
 435     unsigned int nb_st_rps;
 436     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
 437
 438     uint8_t amp_enabled_flag;
 439     uint8_t sao_enabled;
 440
 441     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 442     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
 443     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
 444     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 445
 446     struct {
 447         uint8_t bit_depth;
 448         uint8_t bit_depth_chroma;
 449         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 450         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 451         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 452     } pcm;
 453     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 454     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 455
 456     unsigned int log2_min_cb_size;
 457     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 458     unsigned int log2_min_tb_size;
 459     unsigned int log2_max_trafo_size;
 460     unsigned int log2_ctb_size;
 461     unsigned int log2_min_pu_size;
 462
 463     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 464     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 465
 466     int transform_skip_rotation_enabled_flag;
 467     int transform_skip_context_enabled_flag;
 468     int implicit_rdpcm_enabled_flag;
 469     int explicit_rdpcm_enabled_flag;
 470     int intra_smoothing_disabled_flag;
 471     int persistent_rice_adaptation_enabled_flag;
 472
 473     ///< coded frame dimension in various units
 474     int width;
 475     int height;
 476     int ctb_width;
 477     int ctb_height;
 478     int ctb_size;
 479     int min_cb_width;
 480     int min_cb_height;
 481     int min_tb_width;
 482     int min_tb_height;
 483     int min_pu_width;
 484     int min_pu_height;
 485     int tb_mask;
 486
 487     int hshift[3];
 488     int vshift[3];
 489
 490     int qp_bd_offset;
 491
 492     uint8_t data[4096];
 493     int data_size;
 494 } HEVCSPS;
 495
 496 typedef struct HEVCPPS {
 497     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 498
 499     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 500
 501     uint8_t cabac_init_present_flag;
 502
 503     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 504     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 505     int pic_init_qp_minus26;
 506
 507     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 508     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 509
 510     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 511     int diff_cu_qp_delta_depth;
 512
 513     int cb_qp_offset;
 514     int cr_qp_offset;
 515     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 516     uint8_t weighted_pred_flag;
 517     uint8_t weighted_bipred_flag;
 518     uint8_t output_flag_present_flag;
 519     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 520
 521     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 522     uint8_t tiles_enabled_flag;
 523     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 524
 525     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 526     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 527     uint8_t uniform_spacing_flag;
 528     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 529
 530     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 531
 532     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 533     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 534     uint8_t disable_dbf;
 535     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 536     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 537
 538     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 539     ScalingList scaling_list;
 540
 541     uint8_t lists_modification_present_flag;
 542     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 543     int num_extra_slice_header_bits;
 544     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 545     uint8_t log2_max_transform_skip_block_size;
 546     uint8_t cross_component_prediction_enabled_flag;
 547     uint8_t chroma_qp_offset_list_enabled_flag;
 548     uint8_t diff_cu_chroma_qp_offset_depth;
 549     uint8_t chroma_qp_offset_list_len_minus1;
 550     int8_t  cb_qp_offset_list[5];
 551     int8_t  cr_qp_offset_list[5];
 552     uint8_t log2_sao_offset_scale_luma;
 553     uint8_t log2_sao_offset_scale_chroma;
 554
 555     // Inferred parameters
 556     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
 557     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
 558     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
 559     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
 560     int *col_idxX;
 561
 562     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 563     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 564     int *tile_id;           ///< TileId
 565     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 566     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 567     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
 568
 569     uint8_t data[4096];
 570     int data_size;
 571 } HEVCPPS;
 572
 573 typedef struct HEVCParamSets {
 574     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
 575     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
 576     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
 577
 578     /* currently active parameter sets */
 579     const HEVCVPS *vps;
 580     const HEVCSPS *sps;
 581     const HEVCPPS *pps;
 582 } HEVCParamSets;
 583
 584 typedef struct SliceHeader {
 585     unsigned int pps_id;
 586
 587     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
 588     unsigned int   slice_segment_addr;
 589     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
 590     unsigned int   slice_addr;
 591
 592     enum SliceType slice_type;
 593
 594     int pic_order_cnt_lsb;
 595
 596     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
 597     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
 598     uint8_t pic_output_flag;
 599     uint8_t colour_plane_id;
 600
 601     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
 602     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
 603     int short_term_ref_pic_set_size;
 604     ShortTermRPS slice_rps;
 605     const ShortTermRPS *short_term_rps;
 606     int long_term_ref_pic_set_size;
 607     LongTermRPS long_term_rps;
 608     unsigned int list_entry_lx[2][32];
 609
 610     uint8_t rpl_modification_flag[2];
 611     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
 612     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
 613
 614     unsigned int nb_refs[2];
 615
 616     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
 617     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
 618
 619     uint8_t cabac_init_flag;
 620     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
 621     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 622     uint8_t collocated_list;
 623
 624     unsigned int collocated_ref_idx;
 625
 626     int slice_qp_delta;
 627     int slice_cb_qp_offset;
 628     int slice_cr_qp_offset;
 629
 630     uint8_t cu_chroma_qp_offset_enabled_flag;
 631
 632     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 633     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 634
 635     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 636
 637     unsigned *entry_point_offset;
 638     int * offset;
 639     int * size;
 640     int num_entry_point_offsets;
 641
 642     int8_t slice_qp;
 643
 644     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 645     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 646
 647     int16_t luma_weight_l0[16];
 648     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 649     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 650     int16_t luma_weight_l1[16];
 651
 652     int16_t luma_offset_l0[16];
 653     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 654
 655     int16_t luma_offset_l1[16];
 656     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 657
 658     int slice_ctb_addr_rs;
 659 } SliceHeader;
 660
 661 typedef struct CodingUnit {
 662     int x;
 663     int y;
 664
 665     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
 666     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
 667
 668     // Inferred parameters
 669     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
 670     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
 671     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
 672 } CodingUnit;
 673
 674 typedef struct Mv {
 675     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
 676     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
 677 } Mv;
 678
 679 typedef struct MvField {
 680     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
 681     int8_t ref_idx[2];
 682     int8_t pred_flag;
 683 } MvField;
 684
 685 typedef struct NeighbourAvailable {
 686     int cand_bottom_left;
 687     int cand_left;
 688     int cand_up;
 689     int cand_up_left;
 690     int cand_up_right;
 691     int cand_up_right_sap;
 692 } NeighbourAvailable;
 693
 694 typedef struct PredictionUnit {
 695     int mpm_idx;
 696     int rem_intra_luma_pred_mode;
 697     uint8_t intra_pred_mode[4];
 698     Mv mvd;
 699     uint8_t merge_flag;
 700     uint8_t intra_pred_mode_c[4];
 701     uint8_t chroma_mode_c[4];
 702 } PredictionUnit;
 703
 704 typedef struct TransformUnit {
 705     int cu_qp_delta;
 706
 707     int res_scale_val;
 708
 709     // Inferred parameters;
 710     int intra_pred_mode;
 711     int intra_pred_mode_c;
 712     int chroma_mode_c;
 713     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
 714     uint8_t is_cu_chroma_qp_offset_coded;
 715     int8_t  cu_qp_offset_cb;
 716     int8_t  cu_qp_offset_cr;
 717     uint8_t cross_pf;
 718 } TransformUnit;
 719
 720 typedef struct DBParams {
 721     int beta_offset;
 722     int tc_offset;
 723 } DBParams;
 724
 725 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
 726 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
 727 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
 728 #define HEVC_FRAME_FLAG_BUMPING   (1 << 3)
 729
 730 typedef struct HEVCFrame {
 731     AVFrame *frame;
 732     ThreadFrame tf;
 733     MvField *tab_mvf;
 734     RefPicList *refPicList;
 735     RefPicListTab **rpl_tab;
 736     int ctb_count;
 737     int poc;
 738     struct HEVCFrame *collocated_ref;
 739
 740     HEVCWindow window;
 741
 742     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
 743     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
 744     AVBufferRef *rpl_buf;
 745
 746     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 747     void *hwaccel_picture_private;
 748
 749     /**
 750      * A sequence counter, so that old frames are output first
 751      * after a POC reset
 752      */
 753     uint16_t sequence;
 754
 755     /**
 756      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
 757      */
 758     uint8_t flags;
 759 } HEVCFrame;
 760
 761 typedef struct HEVCLocalContext {
 762     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 763
 764     uint8_t stat_coeff[4];
 765
 766     uint8_t first_qp_group;
 767
 768     GetBitContext gb;
 769     CABACContext cc;
 770
 771     int8_t qp_y;
 772     int8_t curr_qp_y;
 773
 774     int qPy_pred;
 775
 776     TransformUnit tu;
 777
 778     uint8_t ctb_left_flag;
 779     uint8_t ctb_up_flag;
 780     uint8_t ctb_up_right_flag;
 781     uint8_t ctb_up_left_flag;
 782     int     end_of_tiles_x;
 783     int     end_of_tiles_y;
 784     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
 785     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 786     /* The extended size between the new edge emu buffer is abused by SAO */
 787     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 788     DECLARE_ALIGNED(32, int16_t, tmp [MAX_PB_SIZE * MAX_PB_SIZE]);
 789
 790     int ct_depth;
 791     CodingUnit cu;
 792     PredictionUnit pu;
 793     NeighbourAvailable na;
 794
 795 #define BOUNDARY_LEFT_SLICE     (1 << 0)
 796 #define BOUNDARY_LEFT_TILE      (1 << 1)
 797 #define BOUNDARY_UPPER_SLICE    (1 << 2)
 798 #define BOUNDARY_UPPER_TILE     (1 << 3)
 799     /* properties of the boundary of the current CTB for the purposes
 800      * of the deblocking filter */
 801     int boundary_flags;
 802 } HEVCLocalContext;
 803
 804 typedef struct HEVCContext {
 805     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
 806     AVCodecContext *avctx;
 807
 808     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
 809
 810     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
 811     HEVCLocalContext    *HEVClc;
 812
 813     uint8_t             threads_type;
 814     uint8_t             threads_number;
 815
 816     int                 width;
 817     int                 height;
 818
 819     uint8_t *cabac_state;
 820
 821     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
 822     uint8_t slice_initialized;
 823
 824     AVFrame *frame;
 825     AVFrame *output_frame;
 826     uint8_t *sao_pixel_buffer_h[3];
 827     uint8_t *sao_pixel_buffer_v[3];
 828
 829     HEVCParamSets ps;
 830
 831     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
 832     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
 833
 834     ///< candidate references for the current frame
 835     RefPicList rps[5];
 836
 837     SliceHeader sh;
 838     SAOParams *sao;
 839     DBParams *deblock;
 840     enum NALUnitType nal_unit_type;
 841     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
 842     HEVCFrame *ref;
 843     HEVCFrame DPB[32];
 844     int poc;
 845     int pocTid0;
 846     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
 847     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
 848     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
 849     int max_ra;
 850     int bs_width;
 851     int bs_height;
 852
 853     int is_decoded;
 854     int no_rasl_output_flag;
 855
 856     HEVCPredContext hpc;
 857     HEVCDSPContext hevcdsp;
 858     VideoDSPContext vdsp;
 859     BswapDSPContext bdsp;
 860     int8_t *qp_y_tab;
 861     uint8_t *horizontal_bs;
 862     uint8_t *vertical_bs;
 863
 864     int32_t *tab_slice_address;
 865
 866     //  CU
 867     uint8_t *skip_flag;
 868     uint8_t *tab_ct_depth;
 869     // PU
 870     uint8_t *tab_ipm;
 871
 872     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
 873     uint8_t *is_pcm;
 874
 875     // CTB-level flags affecting loop filter operation
 876     uint8_t *filter_slice_edges;
 877
 878     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
 879     uint8_t *checksum_buf;
 880     int      checksum_buf_size;
 881
 882     /**
 883      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
 884      * frames are output first after a POC reset
 885      */
 886     uint16_t seq_decode;
 887     uint16_t seq_output;
 888
 889     int enable_parallel_tiles;
 890     atomic_int wpp_err;
 891
 892     const uint8_t *data;
 893
 894     H2645Packet pkt;
 895     // type of the first VCL NAL of the current frame
 896     enum NALUnitType first_nal_type;
 897
 898     // for checking the frame checksums
 899     struct AVMD5 *md5_ctx;
 900     uint8_t       md5[3][16];
 901     uint8_t is_md5;
 902
 903     uint8_t context_initialized;
 904     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
 905                             ///< as a format defined in 14496-15
 906     int apply_defdispwin;
 907
 908     int active_seq_parameter_set_id;
 909
 910     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 911     int nuh_layer_id;
 912
 913     /** frame packing arrangement variables */
 914     int sei_frame_packing_present;
 915     int frame_packing_arrangement_type;
 916     int content_interpretation_type;
 917     int quincunx_subsampling;
 918
 919     /** display orientation */
 920     int sei_display_orientation_present;
 921     int sei_anticlockwise_rotation;
 922     int sei_hflip, sei_vflip;
 923
 924     int picture_struct;
 925
 926     uint8_t* a53_caption;
 927     int a53_caption_size;
 928
 929     /** mastering display */
 930     int sei_mastering_display_info_present;
 931     uint16_t display_primaries[3][2];
 932     uint16_t white_point[2];
 933     uint32_t max_mastering_luminance;
 934     uint32_t min_mastering_luminance;
 935
 936 } HEVCContext;
 937
 938 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 939                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 940
 941 /**
 942  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
 943  *
 944  * @param sps_id the SPS id will be written here
 945  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
 946  *                         will be applied to the video dimensions
 947  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
 948  *                 to an existing VPS
 949  */
 950 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
 951                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
 952
 953 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 954                            HEVCParamSets *ps);
 955 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 956                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
 957 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 958                            HEVCParamSets *ps);
 959 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
 960
 961 /**
 962  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
 963  */
 964 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
 965
 966 /**
 967  * Drop all frames currently in DPB.
 968  */
 969 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
 970
 971 /**
 972  * Compute POC of the current frame and return it.
 973  */
 974 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
 975
 976 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
 977                                  int x0, int y0);
 978
 979 /**
 980  * Construct the reference picture sets for the current frame.
 981  */
 982 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
 983
 984 /**
 985  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
 986  */
 987 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
 988
 989 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 990 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 991 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 992 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
 993 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
 994 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
 995 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
 996 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
 997 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
 998 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
 999 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1000                              int x_cb, int y_cb);
1001 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1002 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
1003                                           int x0, int y0);
1004 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
1005 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
1006 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
1007 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
1008 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1009 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1010 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
1011 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
1012 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
1013 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
1014 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
1015 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
1016 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
1017 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1018 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1019 int ff_hevc_log2_res_scale_abs(HEVCContext *s, int idx);
1020 int ff_hevc_res_scale_sign_flag(HEVCContext *s, int idx);
1021
1022 /**
1023  * Get the number of candidate references for the current frame.
1024  */
1025 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
1026
1027 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
1028
1029 /**
1030  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
1031  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
1032  */
1033 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
1034
1035 void ff_hevc_bump_frame(HEVCContext *s);
1036
1037 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
1038
1039 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1040                                      int nPbW, int nPbH);
1041 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1042                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1043                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
1044 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1045                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1046                               int part_idx, int merge_idx,
1047                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
1048 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xBase, int yBase,
1049                      int log2_cb_size);
1050 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1051                                            int log2_trafo_size);
1052 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1053 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1054 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_flag(HEVCContext *s);
1055 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_idx(HEVCContext *s);
1056 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y, int ctb_size);
1057 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1058 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1059                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
1060                                  int c_idx);
1061
1062 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1063
1064
1065 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
1066                            uint8_t *buf, int buf_size);
1067
1068 /**
1069  * Reset SEI values that are stored on the Context.
1070  * e.g. Caption data that was extracted during NAL
1071  * parsing.
1072  *
1073  * @param s HEVCContext.
1074  */
1075 void ff_hevc_reset_sei(HEVCContext *s);
1076
1077 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1078 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1079 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1080
1081 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1082 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1083 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1084 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1085
1086 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */