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