git.sesse.net Git - vlc/blob - src/video_decoder/video_parser.h

   1 /*****************************************************************************
   2  * video_parser.h : video parser thread
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 1999, 2000 VideoLAN
   5  * $Id: video_parser.h,v 1.12 2001/08/22 17:21:45 massiot Exp $
   6  *
   7  * Authors: Christophe Massiot <massiot@via.ecp.fr>
   8  *          Jean-Marc Dressler <polux@via.ecp.fr>
   9  *          Stéphane Borel <stef@via.ecp.fr>
  10  *
  11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  12  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  13  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  14  * (at your option) any later version.
  15  *
  16  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19  * GNU General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  22  * along with this program; if not, write to the Free Software
  23  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  24  *****************************************************************************/
  25
  26 /*
  27  * Block parsing structures
  28  */
  29
  30 /*****************************************************************************
  31  * macroblock_parsing_t : macroblock context & predictors
  32  *****************************************************************************/
  33 typedef struct motion_s
  34 {
  35     u8 *                pppi_ref[2][3];
  36     int                 ppi_pmv[2][2];
  37     int                 pi_f_code[2];
  38 } motion_t;
  39
  40 typedef struct macroblock_parsing_s
  41 {
  42     int                 i_offset;
  43
  44     motion_t            b_motion;
  45     motion_t            f_motion;
  46
  47     /* Predictor for DC coefficients in intra blocks */
  48     u16                 pi_dc_dct_pred[3];
  49     u8                  i_quantizer_scale;        /* scale of the quantization
  50                                                    * matrices                */
  51 } macroblock_parsing_t;
  52
  53 /*****************************************************************************
  54  * Constants
  55  *****************************************************************************/
  56 extern u8       pi_default_intra_quant[64];
  57 extern u8       pi_default_nonintra_quant[64];
  58 extern u8       pi_scan[2][64];
  59
  60 /*****************************************************************************
  61  * Prototypes
  62  *****************************************************************************/
  63 void vpar_InitScanTable( struct vpar_thread_s * p_vpar );
  64
  65 typedef void (*f_picture_data_t)( struct vpar_thread_s * p_vpar );
  66 #define PROTO_PICD( FUNCNAME )                                              \
  67 void FUNCNAME( struct vpar_thread_s * p_vpar );
  68
  69 PROTO_PICD( vpar_PictureDataGENERIC )
  70 #if (VPAR_OPTIM_LEVEL > 0)
  71 PROTO_PICD( vpar_PictureData1I )
  72 PROTO_PICD( vpar_PictureData1P )
  73 PROTO_PICD( vpar_PictureData1B )
  74 PROTO_PICD( vpar_PictureData1D )
  75 PROTO_PICD( vpar_PictureData2IF )
  76 PROTO_PICD( vpar_PictureData2PF )
  77 PROTO_PICD( vpar_PictureData2BF )
  78 #endif
  79 #if (VPAR_OPTIM_LEVEL > 1)
  80 PROTO_PICD( vpar_PictureData2IT )
  81 PROTO_PICD( vpar_PictureData2PT )
  82 PROTO_PICD( vpar_PictureData2BT )
  83 PROTO_PICD( vpar_PictureData2IB )
  84 PROTO_PICD( vpar_PictureData2PB )
  85 PROTO_PICD( vpar_PictureData2BB )
  86 #endif
  87
  88
  89 /*
  90  * Headers parsing structures
  91  */
  92
  93 /*****************************************************************************
  94  * quant_matrix_t : Quantization Matrix
  95  *****************************************************************************/
  96 typedef struct quant_matrix_s
  97 {
  98     u8 *        pi_matrix;
  99     boolean_t   b_allocated;
 100                           /* Has the matrix been allocated by vpar_headers ? */
 101 } quant_matrix_t;
 102
 103 /*****************************************************************************
 104  * sequence_t : sequence descriptor
 105  *****************************************************************************
 106  * This structure should only be changed when reading the sequence header,
 107  * or exceptionnally some extension structures (like quant_matrix).
 108  *****************************************************************************/
 109 typedef struct sequence_s
 110 {
 111     u32                 i_height, i_width;      /* height and width of the lum
 112                                                  * comp of the picture       */
 113     u32                 i_size;       /* total number of pel of the lum comp */
 114     u32                 i_mb_height, i_mb_width, i_mb_size;
 115                                             /* the same, in macroblock units */
 116     unsigned int        i_aspect_ratio;        /* height/width display ratio */
 117     unsigned int        i_matrix_coefficients;/* coeffs of the YUV transform */
 118     int                 i_chroma_format, i_scalable_mode;
 119     int                 i_frame_rate;  /* theoritical frame rate in fps*1001 */
 120     boolean_t           b_mpeg2;                                    /* guess */
 121     boolean_t           b_progressive;              /* progressive (ie.
 122                                                      * non-interlaced) frame */
 123     quant_matrix_t      intra_quant, nonintra_quant;
 124     quant_matrix_t      chroma_intra_quant, chroma_nonintra_quant;
 125                                             /* current quantization matrices */
 126
 127     /* Parser context */
 128     picture_t *         p_forward;        /* current forward reference frame */
 129     picture_t *         p_backward;      /* current backward reference frame */
 130     mtime_t             next_pts, next_dts;
 131     int                 i_current_rate;
 132     boolean_t           b_expect_discontinuity; /* reset the frame predictors
 133                                                  * after the current frame   */
 134
 135     /* Copyright extension */
 136     boolean_t           b_copyright_flag;     /* Whether the following
 137                                                  information is significant
 138                                                  or not. */
 139     u8                  i_copyright_id;
 140     boolean_t           b_original;
 141     u64                 i_copyright_nb;
 142 } sequence_t;
 143
 144 /*****************************************************************************
 145  * picture_parsing_t : parser context descriptor
 146  *****************************************************************************
 147  * This structure should only be changed when reading the picture header.
 148  *****************************************************************************/
 149 typedef struct picture_parsing_s
 150 {
 151     /* Values from the picture_coding_extension. */
 152     int                 ppi_f_code[2][2];
 153     int                 i_intra_dc_precision;
 154     boolean_t           b_frame_pred_frame_dct, b_q_scale_type;
 155     boolean_t           b_intra_vlc_format;
 156     boolean_t           b_progressive;
 157     u8 *                pi_scan;
 158     boolean_t           b_top_field_first, b_concealment_mv;
 159     boolean_t           b_repeat_first_field;
 160     /* Relative to the current field */
 161     int                 i_coding_type, i_structure;
 162     boolean_t           b_frame_structure; /* i_structure == FRAME_STRUCTURE */
 163     boolean_t           b_current_field;         /* i_structure == TOP_FIELD */
 164     boolean_t           b_second_field;
 165
 166     picture_t *         p_picture;               /* picture buffer from vout */
 167     int                 i_current_structure;   /* current parsed structure of
 168                                                 * p_picture (second field ?) */
 169     int                 i_field_width;
 170     boolean_t           b_error;            /* parsing error, try to recover */
 171 } picture_parsing_t;
 172
 173 /*****************************************************************************
 174  * Standard codes
 175  *****************************************************************************/
 176 #define PICTURE_START_CODE      0x100L
 177 #define SLICE_START_CODE_MIN    0x101L
 178 #define SLICE_START_CODE_MAX    0x1AFL
 179 #define USER_DATA_START_CODE    0x1B2L
 180 #define SEQUENCE_HEADER_CODE    0x1B3L
 181 #define SEQUENCE_ERROR_CODE     0x1B4L
 182 #define EXTENSION_START_CODE    0x1B5L
 183 #define SEQUENCE_END_CODE       0x1B7L
 184 #define GROUP_START_CODE        0x1B8L
 185
 186 /* extension start code IDs */
 187 #define SEQUENCE_EXTENSION_ID                    1
 188 #define SEQUENCE_DISPLAY_EXTENSION_ID            2
 189 #define QUANT_MATRIX_EXTENSION_ID                3
 190 #define COPYRIGHT_EXTENSION_ID                   4
 191 #define SEQUENCE_SCALABLE_EXTENSION_ID           5
 192 #define PICTURE_DISPLAY_EXTENSION_ID             7
 193 #define PICTURE_CODING_EXTENSION_ID              8
 194 #define PICTURE_SPATIAL_SCALABLE_EXTENSION_ID    9
 195 #define PICTURE_TEMPORAL_SCALABLE_EXTENSION_ID  10
 196
 197 /* scalable modes */
 198 #define SC_NONE     0
 199 #define SC_DP       1
 200 #define SC_SPAT     2
 201 #define SC_SNR      3
 202 #define SC_TEMP     4
 203
 204 /* Chroma types */
 205 #define CHROMA_420 1
 206 #define CHROMA_422 2
 207 #define CHROMA_444 3
 208
 209 /* Pictures types */
 210 #define I_CODING_TYPE           1
 211 #define P_CODING_TYPE           2
 212 #define B_CODING_TYPE           3
 213 #define D_CODING_TYPE           4 /* MPEG-1 ONLY */
 214 /* other values are reserved */
 215
 216 /* Structures */
 217 #define TOP_FIELD               1
 218 #define BOTTOM_FIELD            2
 219 #define FRAME_STRUCTURE         3
 220
 221 /*****************************************************************************
 222  * Prototypes
 223  *****************************************************************************/
 224 int vpar_NextSequenceHeader( struct vpar_thread_s * p_vpar );
 225 int vpar_ParseHeader( struct vpar_thread_s * p_vpar );
 226
 227
 228 /*
 229  * Synchronization management
 230  */
 231
 232 /*****************************************************************************
 233  * video_synchro_t : timers for the video synchro
 234  *****************************************************************************/
 235 #define MAX_PIC_AVERAGE         8
 236
 237 /* Read the discussion on top of vpar_synchro.c for more information. */
 238 typedef struct video_synchro_s
 239 {
 240     /* synchro algorithm */
 241     int             i_type;
 242
 243     /* date of the beginning of the decoding of the current picture */
 244     mtime_t         decoding_start;
 245
 246     /* stream properties */
 247     unsigned int    i_n_p, i_n_b;
 248
 249     /* decoding values */
 250     mtime_t         p_tau[4];                  /* average decoding durations */
 251     unsigned int    pi_meaningful[4];            /* number of durations read */
 252     /* and p_vout->render_time (read with p_vout->change_lock) */
 253
 254     /* stream context */
 255     unsigned int    i_eta_p, i_eta_b;
 256     boolean_t       b_dropped_last;            /* for special synchros below */
 257     mtime_t         backward_pts, current_pts;
 258     int             i_current_period;   /* period to add to the next picture */
 259     int             i_backward_period;  /* period to add after the next
 260                                          * reference picture
 261                                          * (backward_period * period / 2) */
 262
 263 #ifdef STATS
 264     unsigned int    i_trashed_pic, i_not_chosen_pic, i_pic;
 265 #endif
 266 } video_synchro_t;
 267
 268 /* Synchro algorithms */
 269 #define VPAR_SYNCHRO_DEFAULT    0
 270 #define VPAR_SYNCHRO_I          1
 271 #define VPAR_SYNCHRO_Iplus      2
 272 #define VPAR_SYNCHRO_IP         3
 273 #define VPAR_SYNCHRO_IPplus     4
 274 #define VPAR_SYNCHRO_IPB        5
 275
 276 /*****************************************************************************
 277  * Prototypes
 278  *****************************************************************************/
 279 void vpar_SynchroInit           ( struct vpar_thread_s * p_vpar );
 280 boolean_t vpar_SynchroChoose    ( struct vpar_thread_s * p_vpar,
 281                                   int i_coding_type, int i_structure );
 282 void vpar_SynchroTrash          ( struct vpar_thread_s * p_vpar,
 283                                   int i_coding_type, int i_structure );
 284 void vpar_SynchroDecode         ( struct vpar_thread_s * p_vpar,
 285                                   int i_coding_type, int i_structure );
 286 void vpar_SynchroEnd            ( struct vpar_thread_s * p_vpar,
 287                                   int i_coding_type, int i_structure,
 288                                   int i_garbage );
 289 mtime_t vpar_SynchroDate        ( struct vpar_thread_s * p_vpar );
 290 void vpar_SynchroNewPicture( struct vpar_thread_s * p_vpar, int i_coding_type,
 291                              int i_repeat_field );
 292
 293
 294 /*
 295  * Video parser structures
 296  */
 297
 298 /*****************************************************************************
 299  * vpar_thread_t: video parser thread descriptor
 300  *****************************************************************************/
 301 typedef struct vpar_thread_s
 302 {
 303     bit_stream_t            bit_stream;
 304
 305     /* Thread properties and locks */
 306     vlc_thread_t            thread_id;            /* id for thread functions */
 307
 308     /* Input properties */
 309     decoder_fifo_t *        p_fifo;                        /* PES input fifo */
 310     vdec_config_t *         p_config;
 311
 312     /* Output properties */
 313     vout_thread_t *         p_vout;                   /* video output thread */
 314
 315     /* Decoder properties */
 316     vdec_pool_t             pool;
 317
 318     /* Parser properties */
 319     sequence_t              sequence;
 320     picture_parsing_t       picture;
 321     macroblock_parsing_t    mb;
 322     video_synchro_t         synchro;
 323
 324     /* Scan table */
 325     u8                      ppi_scan[2][64];
 326     /* Default quantization matrices */
 327     u8                      pi_default_intra_quant[64];
 328     u8                      pi_default_nonintra_quant[64];
 329
 330     /* Motion compensation plug-in used and shortcuts */
 331     struct module_s *       p_motion_module;
 332
 333     /* IDCT plugin used and shortcuts */
 334     struct module_s *       p_idct_module;
 335     void ( * pf_sparse_idct ) ( void *, dctelem_t*, int );
 336     void ( * pf_idct )        ( void *, dctelem_t*, int );
 337     void ( * pf_norm_scan )   ( u8 ppi_scan[2][64] );
 338
 339 #ifdef STATS
 340     /* Statistics */
 341     count_t         c_loops;                              /* number of loops */
 342     count_t         c_sequences;                      /* number of sequences */
 343     count_t         pc_pictures[4]; /* number of (coding_type) pictures read */
 344     count_t         pc_decoded_pictures[4];       /* number of (coding_type)
 345                                                    *        pictures decoded */
 346     count_t         pc_malformed_pictures[4];  /* number of pictures trashed
 347                                                 * during parsing             */
 348 #endif
 349 } vpar_thread_t;
 350
 351 /*****************************************************************************
 352  * NextStartCode : Find the next start code
 353  *****************************************************************************/
 354 static __inline__ void NextStartCode( bit_stream_t * p_bit_stream )
 355 {
 356     /* Re-align the buffer on an 8-bit boundary */
 357     RealignBits( p_bit_stream );
 358
 359     while( ShowBits( p_bit_stream, 24 ) != 0x01L
 360             && !p_bit_stream->p_decoder_fifo->b_die )
 361     {
 362         RemoveBits( p_bit_stream, 8 );
 363     }
 364 }
 365
 366 /*****************************************************************************
 367  * LoadQuantizerScale
 368  *****************************************************************************
 369  * Quantizer scale factor (ISO/IEC 13818-2 7.4.2.2)
 370  *****************************************************************************/
 371 static __inline__ void LoadQuantizerScale( struct vpar_thread_s * p_vpar )
 372 {
 373     /* Quantization coefficient table */
 374     static u8   pi_non_linear_quantizer_scale[32] =
 375     {
 376         0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10,12,14,16,18,20, 22,
 377         24,28,32,36,40,44,48,52,56,64,72,80,88,96,104,112
 378     };
 379     int         i_q_scale_code = GetBits( &p_vpar->bit_stream, 5 );
 380
 381     if( p_vpar->picture.b_q_scale_type )
 382     {
 383         p_vpar->mb.i_quantizer_scale =
 384                         pi_non_linear_quantizer_scale[i_q_scale_code];
 385     }
 386     else
 387     {
 388         p_vpar->mb.i_quantizer_scale = i_q_scale_code << 1;
 389     }
 390 }
 391