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
 391     uint8_t data[4096];
 392     int data_size;
 393 } HEVCVPS;
 394
 395 typedef struct ScalingList {
 396     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 397      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 398     uint8_t sl[4][6][64];
 399     uint8_t sl_dc[2][6];
 400 } ScalingList;
 401
 402 typedef struct HEVCSPS {
 403     unsigned vps_id;
 404     int chroma_format_idc;
 405     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 406
 407     ///< output (i.e. cropped) values
 408     int output_width, output_height;
 409     HEVCWindow output_window;
 410
 411     HEVCWindow pic_conf_win;
 412
 413     int bit_depth;
 414     int pixel_shift;
 415     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 416
 417     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 418     int pcm_enabled_flag;
 419
 420     int max_sub_layers;
 421     struct {
 422         int max_dec_pic_buffering;
 423         int num_reorder_pics;
 424         int max_latency_increase;
 425     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
 426
 427     VUI vui;
 428     PTL ptl;
 429
 430     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 431     ScalingList scaling_list;
 432
 433     unsigned int nb_st_rps;
 434     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
 435
 436     uint8_t amp_enabled_flag;
 437     uint8_t sao_enabled;
 438
 439     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 440     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
 441     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
 442     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 443
 444     struct {
 445         uint8_t bit_depth;
 446         uint8_t bit_depth_chroma;
 447         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 448         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 449         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 450     } pcm;
 451     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 452     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 453
 454     unsigned int log2_min_cb_size;
 455     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 456     unsigned int log2_min_tb_size;
 457     unsigned int log2_max_trafo_size;
 458     unsigned int log2_ctb_size;
 459     unsigned int log2_min_pu_size;
 460
 461     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 462     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 463
 464     int transform_skip_rotation_enabled_flag;
 465     int transform_skip_context_enabled_flag;
 466     int implicit_rdpcm_enabled_flag;
 467     int explicit_rdpcm_enabled_flag;
 468     int intra_smoothing_disabled_flag;
 469     int persistent_rice_adaptation_enabled_flag;
 470
 471     ///< coded frame dimension in various units
 472     int width;
 473     int height;
 474     int ctb_width;
 475     int ctb_height;
 476     int ctb_size;
 477     int min_cb_width;
 478     int min_cb_height;
 479     int min_tb_width;
 480     int min_tb_height;
 481     int min_pu_width;
 482     int min_pu_height;
 483     int tb_mask;
 484
 485     int hshift[3];
 486     int vshift[3];
 487
 488     int qp_bd_offset;
 489
 490     uint8_t data[4096];
 491     int data_size;
 492 } HEVCSPS;
 493
 494 typedef struct HEVCPPS {
 495     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 496
 497     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 498
 499     uint8_t cabac_init_present_flag;
 500
 501     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 502     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 503     int pic_init_qp_minus26;
 504
 505     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 506     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 507
 508     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 509     int diff_cu_qp_delta_depth;
 510
 511     int cb_qp_offset;
 512     int cr_qp_offset;
 513     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 514     uint8_t weighted_pred_flag;
 515     uint8_t weighted_bipred_flag;
 516     uint8_t output_flag_present_flag;
 517     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 518
 519     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 520     uint8_t tiles_enabled_flag;
 521     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 522
 523     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 524     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 525     uint8_t uniform_spacing_flag;
 526     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 527
 528     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 529
 530     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 531     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 532     uint8_t disable_dbf;
 533     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 534     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 535
 536     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 537     ScalingList scaling_list;
 538
 539     uint8_t lists_modification_present_flag;
 540     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 541     int num_extra_slice_header_bits;
 542     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 543     uint8_t log2_max_transform_skip_block_size;
 544     uint8_t cross_component_prediction_enabled_flag;
 545     uint8_t chroma_qp_offset_list_enabled_flag;
 546     uint8_t diff_cu_chroma_qp_offset_depth;
 547     uint8_t chroma_qp_offset_list_len_minus1;
 548     int8_t  cb_qp_offset_list[5];
 549     int8_t  cr_qp_offset_list[5];
 550     uint8_t log2_sao_offset_scale_luma;
 551     uint8_t log2_sao_offset_scale_chroma;
 552
 553     // Inferred parameters
 554     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
 555     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
 556     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
 557     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
 558     int *col_idxX;
 559
 560     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 561     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 562     int *tile_id;           ///< TileId
 563     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 564     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 565     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
 566
 567     uint8_t data[4096];
 568     int data_size;
 569 } HEVCPPS;
 570
 571 typedef struct HEVCParamSets {
 572     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
 573     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
 574     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
 575
 576     /* currently active parameter sets */
 577     const HEVCVPS *vps;
 578     const HEVCSPS *sps;
 579     const HEVCPPS *pps;
 580 } HEVCParamSets;
 581
 582 typedef struct SliceHeader {
 583     unsigned int pps_id;
 584
 585     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
 586     unsigned int   slice_segment_addr;
 587     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
 588     unsigned int   slice_addr;
 589
 590     enum SliceType slice_type;
 591
 592     int pic_order_cnt_lsb;
 593
 594     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
 595     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
 596     uint8_t pic_output_flag;
 597     uint8_t colour_plane_id;
 598
 599     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
 600     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
 601     int short_term_ref_pic_set_size;
 602     ShortTermRPS slice_rps;
 603     const ShortTermRPS *short_term_rps;
 604     int long_term_ref_pic_set_size;
 605     LongTermRPS long_term_rps;
 606     unsigned int list_entry_lx[2][32];
 607
 608     uint8_t rpl_modification_flag[2];
 609     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
 610     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
 611
 612     unsigned int nb_refs[2];
 613
 614     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
 615     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
 616
 617     uint8_t cabac_init_flag;
 618     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
 619     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 620     uint8_t collocated_list;
 621
 622     unsigned int collocated_ref_idx;
 623
 624     int slice_qp_delta;
 625     int slice_cb_qp_offset;
 626     int slice_cr_qp_offset;
 627
 628     uint8_t cu_chroma_qp_offset_enabled_flag;
 629
 630     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 631     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 632
 633     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 634
 635     unsigned *entry_point_offset;
 636     int * offset;
 637     int * size;
 638     int num_entry_point_offsets;
 639
 640     int8_t slice_qp;
 641
 642     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 643     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 644
 645     int16_t luma_weight_l0[16];
 646     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 647     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 648     int16_t luma_weight_l1[16];
 649
 650     int16_t luma_offset_l0[16];
 651     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 652
 653     int16_t luma_offset_l1[16];
 654     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 655
 656     int slice_ctb_addr_rs;
 657 } SliceHeader;
 658
 659 typedef struct CodingUnit {
 660     int x;
 661     int y;
 662
 663     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
 664     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
 665
 666     // Inferred parameters
 667     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
 668     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
 669     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
 670 } CodingUnit;
 671
 672 typedef struct Mv {
 673     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
 674     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
 675 } Mv;
 676
 677 typedef struct MvField {
 678     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
 679     int8_t ref_idx[2];
 680     int8_t pred_flag;
 681 } MvField;
 682
 683 typedef struct NeighbourAvailable {
 684     int cand_bottom_left;
 685     int cand_left;
 686     int cand_up;
 687     int cand_up_left;
 688     int cand_up_right;
 689     int cand_up_right_sap;
 690 } NeighbourAvailable;
 691
 692 typedef struct PredictionUnit {
 693     int mpm_idx;
 694     int rem_intra_luma_pred_mode;
 695     uint8_t intra_pred_mode[4];
 696     Mv mvd;
 697     uint8_t merge_flag;
 698     uint8_t intra_pred_mode_c[4];
 699     uint8_t chroma_mode_c[4];
 700 } PredictionUnit;
 701
 702 typedef struct TransformUnit {
 703     int cu_qp_delta;
 704
 705     int res_scale_val;
 706
 707     // Inferred parameters;
 708     int intra_pred_mode;
 709     int intra_pred_mode_c;
 710     int chroma_mode_c;
 711     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
 712     uint8_t is_cu_chroma_qp_offset_coded;
 713     int8_t  cu_qp_offset_cb;
 714     int8_t  cu_qp_offset_cr;
 715     uint8_t cross_pf;
 716 } TransformUnit;
 717
 718 typedef struct DBParams {
 719     int beta_offset;
 720     int tc_offset;
 721 } DBParams;
 722
 723 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
 724 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
 725 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
 726 #define HEVC_FRAME_FLAG_BUMPING   (1 << 3)
 727
 728 typedef struct HEVCFrame {
 729     AVFrame *frame;
 730     ThreadFrame tf;
 731     MvField *tab_mvf;
 732     RefPicList *refPicList;
 733     RefPicListTab **rpl_tab;
 734     int ctb_count;
 735     int poc;
 736     struct HEVCFrame *collocated_ref;
 737
 738     HEVCWindow window;
 739
 740     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
 741     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
 742     AVBufferRef *rpl_buf;
 743
 744     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 745     void *hwaccel_picture_private;
 746
 747     /**
 748      * A sequence counter, so that old frames are output first
 749      * after a POC reset
 750      */
 751     uint16_t sequence;
 752
 753     /**
 754      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
 755      */
 756     uint8_t flags;
 757 } HEVCFrame;
 758
 759 typedef struct HEVCLocalContext {
 760     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
 761
 762     uint8_t stat_coeff[4];
 763
 764     uint8_t first_qp_group;
 765
 766     GetBitContext gb;
 767     CABACContext cc;
 768
 769     int8_t qp_y;
 770     int8_t curr_qp_y;
 771
 772     int qPy_pred;
 773
 774     TransformUnit tu;
 775
 776     uint8_t ctb_left_flag;
 777     uint8_t ctb_up_flag;
 778     uint8_t ctb_up_right_flag;
 779     uint8_t ctb_up_left_flag;
 780     int     end_of_tiles_x;
 781     int     end_of_tiles_y;
 782     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
 783     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 784     /* The extended size between the new edge emu buffer is abused by SAO */
 785     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
 786     DECLARE_ALIGNED(32, int16_t, tmp [MAX_PB_SIZE * MAX_PB_SIZE]);
 787
 788     int ct_depth;
 789     CodingUnit cu;
 790     PredictionUnit pu;
 791     NeighbourAvailable na;
 792
 793 #define BOUNDARY_LEFT_SLICE     (1 << 0)
 794 #define BOUNDARY_LEFT_TILE      (1 << 1)
 795 #define BOUNDARY_UPPER_SLICE    (1 << 2)
 796 #define BOUNDARY_UPPER_TILE     (1 << 3)
 797     /* properties of the boundary of the current CTB for the purposes
 798      * of the deblocking filter */
 799     int boundary_flags;
 800 } HEVCLocalContext;
 801
 802 typedef struct HEVCContext {
 803     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
 804     AVCodecContext *avctx;
 805
 806     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
 807
 808     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
 809     HEVCLocalContext    *HEVClc;
 810
 811     uint8_t             threads_type;
 812     uint8_t             threads_number;
 813
 814     int                 width;
 815     int                 height;
 816
 817     uint8_t *cabac_state;
 818
 819     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
 820     uint8_t slice_initialized;
 821
 822     AVFrame *frame;
 823     AVFrame *output_frame;
 824     uint8_t *sao_pixel_buffer_h[3];
 825     uint8_t *sao_pixel_buffer_v[3];
 826
 827     HEVCParamSets ps;
 828
 829     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
 830     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
 831
 832     ///< candidate references for the current frame
 833     RefPicList rps[5];
 834
 835     SliceHeader sh;
 836     SAOParams *sao;
 837     DBParams *deblock;
 838     enum NALUnitType nal_unit_type;
 839     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
 840     HEVCFrame *ref;
 841     HEVCFrame DPB[32];
 842     int poc;
 843     int pocTid0;
 844     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
 845     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
 846     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
 847     int max_ra;
 848     int bs_width;
 849     int bs_height;
 850
 851     int is_decoded;
 852     int no_rasl_output_flag;
 853
 854     HEVCPredContext hpc;
 855     HEVCDSPContext hevcdsp;
 856     VideoDSPContext vdsp;
 857     BswapDSPContext bdsp;
 858     int8_t *qp_y_tab;
 859     uint8_t *horizontal_bs;
 860     uint8_t *vertical_bs;
 861
 862     int32_t *tab_slice_address;
 863
 864     //  CU
 865     uint8_t *skip_flag;
 866     uint8_t *tab_ct_depth;
 867     // PU
 868     uint8_t *tab_ipm;
 869
 870     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
 871     uint8_t *is_pcm;
 872
 873     // CTB-level flags affecting loop filter operation
 874     uint8_t *filter_slice_edges;
 875
 876     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
 877     uint8_t *checksum_buf;
 878     int      checksum_buf_size;
 879
 880     /**
 881      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
 882      * frames are output first after a POC reset
 883      */
 884     uint16_t seq_decode;
 885     uint16_t seq_output;
 886
 887     int enable_parallel_tiles;
 888     int wpp_err;
 889
 890     const uint8_t *data;
 891
 892     H2645Packet pkt;
 893     // type of the first VCL NAL of the current frame
 894     enum NALUnitType first_nal_type;
 895
 896     // for checking the frame checksums
 897     struct AVMD5 *md5_ctx;
 898     uint8_t       md5[3][16];
 899     uint8_t is_md5;
 900
 901     uint8_t context_initialized;
 902     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
 903                             ///< as a format defined in 14496-15
 904     int apply_defdispwin;
 905
 906     int active_seq_parameter_set_id;
 907
 908     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 909     int nuh_layer_id;
 910
 911     /** frame packing arrangement variables */
 912     int sei_frame_packing_present;
 913     int frame_packing_arrangement_type;
 914     int content_interpretation_type;
 915     int quincunx_subsampling;
 916
 917     /** display orientation */
 918     int sei_display_orientation_present;
 919     int sei_anticlockwise_rotation;
 920     int sei_hflip, sei_vflip;
 921
 922     int picture_struct;
 923
 924     uint8_t* a53_caption;
 925     int a53_caption_size;
 926
 927     /** mastering display */
 928     int sei_mastering_display_info_present;
 929     uint16_t display_primaries[3][2];
 930     uint16_t white_point[2];
 931     uint32_t max_mastering_luminance;
 932     uint32_t min_mastering_luminance;
 933
 934 } HEVCContext;
 935
 936 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 937                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 938
 939 /**
 940  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
 941  *
 942  * @param sps_id the SPS id will be written here
 943  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
 944  *                         will be applied to the video dimensions
 945  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
 946  *                 to an existing VPS
 947  */
 948 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
 949                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
 950
 951 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 952                            HEVCParamSets *ps);
 953 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 954                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
 955 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 956                            HEVCParamSets *ps);
 957 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
 958
 959 /**
 960  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
 961  */
 962 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
 963
 964 /**
 965  * Drop all frames currently in DPB.
 966  */
 967 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
 968
 969 /**
 970  * Compute POC of the current frame and return it.
 971  */
 972 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
 973
 974 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
 975                                  int x0, int y0);
 976
 977 /**
 978  * Construct the reference picture sets for the current frame.
 979  */
 980 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
 981
 982 /**
 983  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
 984  */
 985 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
 986
 987 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 988 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
 989 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
 990 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
 991 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
 992 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
 993 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
 994 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
 995 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
 996 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
 997 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
 998                              int x_cb, int y_cb);
 999 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1000 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
1001                                           int x0, int y0);
1002 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
1003 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
1004 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
1005 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
1006 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1007 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
1008 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
1009 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
1010 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
1011 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
1012 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
1013 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
1014 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
1015 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1016 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1017 int ff_hevc_log2_res_scale_abs(HEVCContext *s, int idx);
1018 int ff_hevc_res_scale_sign_flag(HEVCContext *s, int idx);
1019
1020 /**
1021  * Get the number of candidate references for the current frame.
1022  */
1023 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
1024
1025 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
1026
1027 /**
1028  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
1029  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
1030  */
1031 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
1032
1033 void ff_hevc_bump_frame(HEVCContext *s);
1034
1035 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
1036
1037 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1038                                      int nPbW, int nPbH);
1039 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1040                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1041                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
1042 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1043                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1044                               int part_idx, int merge_idx,
1045                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
1046 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xBase, int yBase,
1047                      int log2_cb_size);
1048 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1049                                            int log2_trafo_size);
1050 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1051 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1052 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_flag(HEVCContext *s);
1053 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_idx(HEVCContext *s);
1054 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y, int ctb_size);
1055 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1056 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1057                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
1058                                  int c_idx);
1059
1060 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1061
1062
1063 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
1064                            uint8_t *buf, int buf_size);
1065
1066 /**
1067  * Reset SEI values that are stored on the Context.
1068  * e.g. Caption data that was extracted during NAL
1069  * parsing.
1070  *
1071  * @param s HEVCContext.
1072  */
1073 void ff_hevc_reset_sei(HEVCContext *s);
1074
1075 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1076 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1077 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1078
1079 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1080 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1081 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1082 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1083
1084 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */