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