]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blobdiff - libavcodec/h264.h
png: check bit depth for PAL8/Y400A pixel formats.
[ffmpeg] / libavcodec / h264.h
index 03b465e6ee85ad32628a35ac1f8796303a86f65a..ce06f613cd815967b24eae1126939632bc5f2ecd 100644 (file)
@@ -2,25 +2,25 @@
  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  *
- * This file is part of FFmpeg.
+ * This file is part of Libav.
  *
- * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
+ * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  * License as published by the Free Software Foundation; either
  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
- * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
+ * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
- * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
+ * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
 /**
- * @file libavcodec/h264.h
+ * @file
  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  */
 #ifndef AVCODEC_H264_H
 #define AVCODEC_H264_H
 
+#include "libavutil/intreadwrite.h"
 #include "dsputil.h"
 #include "cabac.h"
 #include "mpegvideo.h"
+#include "h264dsp.h"
 #include "h264pred.h"
+#include "rectangle.h"
 
 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
 #define mb_intra mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
 
-#define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   25
-#define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 26
-
-#define CHROMA_DC_COEFF_TOKEN_VLC_BITS 8
-#define COEFF_TOKEN_VLC_BITS           8
-#define TOTAL_ZEROS_VLC_BITS           9
-#define CHROMA_DC_TOTAL_ZEROS_VLC_BITS 3
-#define RUN_VLC_BITS                   3
-#define RUN7_VLC_BITS                  6
-
 #define MAX_SPS_COUNT 32
 #define MAX_PPS_COUNT 256
 
@@ -57,7 +50,7 @@
  * of progressive decoding by about 2%. */
 #define ALLOW_INTERLACE
 
-#define ALLOW_NOCHROMA
+#define FMO 0
 
 /**
  * The maximum number of slices supported by the decoder.
 #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
+#define LEFT_MBS 2
+#define LTOP 0
+#define LBOT 1
+#define LEFT(i) (i)
 #else
 #define MB_MBAFF 0
 #define MB_FIELD 0
 #define FIELD_PICTURE 0
 #undef  IS_INTERLACED
 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
+#define LEFT_MBS 1
+#define LTOP 0
+#define LBOT 0
+#define LEFT(i) 0
 #endif
 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
 
-#ifdef ALLOW_NOCHROMA
-#define CHROMA h->sps.chroma_format_idc
-#else
-#define CHROMA 1
+#ifndef CABAC
+#define CABAC h->pps.cabac
 #endif
 
+#define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
+#define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
+
 #define EXTENDED_SAR          255
 
 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED //dirty but it fits in 16 bit
 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
 
+/**
+ * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
+ * is held for delayed output.
+ */
+#define DELAYED_PIC_REF 4
+
+#define QP_MAX_NUM (51 + 2*6)           // The maximum supported qp
+
 /* NAL unit types */
 enum {
     NAL_SLICE=1,
@@ -181,7 +191,7 @@ typedef struct SPS{
     int num_reorder_frames;
     int scaling_matrix_present;
     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
-    uint8_t scaling_matrix8[2][64];
+    uint8_t scaling_matrix8[6][64];
     int nal_hrd_parameters_present_flag;
     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
     int pic_struct_present_flag;
@@ -193,6 +203,7 @@ typedef struct SPS{
     int bit_depth_luma;                ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
     int bit_depth_chroma;              ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
     int residual_color_transform_flag; ///< residual_colour_transform_flag
+    int constraint_set_flags;          ///< constraint_set[0-3]_flag
 }SPS;
 
 /**
@@ -215,7 +226,7 @@ typedef struct PPS{
     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
-    uint8_t scaling_matrix8[2][64];
+    uint8_t scaling_matrix8[6][64];
     uint8_t chroma_qp_table[2][64];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
     int chroma_qp_diff;
 }PPS;
@@ -247,20 +258,12 @@ typedef struct MMCO{
  */
 typedef struct H264Context{
     MpegEncContext s;
-    int nal_ref_idc;
-    int nal_unit_type;
-    uint8_t *rbsp_buffer[2];
-    unsigned int rbsp_buffer_size[2];
-
-    /**
-      * Used to parse AVC variant of h264
-      */
-    int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
-    int got_avcC; ///< flag used to parse avcC data only once
-    int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
-
+    H264DSPContext h264dsp;
+    int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
     int chroma_qp[2]; //QPc
 
+    int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
+
     int prev_mb_skipped;
     int next_mb_skipped;
 
@@ -268,39 +271,44 @@ typedef struct H264Context{
     int chroma_pred_mode;
     int intra16x16_pred_mode;
 
+    int topleft_mb_xy;
     int top_mb_xy;
-    int left_mb_xy[2];
+    int topright_mb_xy;
+    int left_mb_xy[LEFT_MBS];
+
+    int topleft_type;
+    int top_type;
+    int topright_type;
+    int left_type[LEFT_MBS];
+
+    const uint8_t * left_block;
+    int topleft_partition;
 
     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
-    int8_t (*intra4x4_pred_mode)[8];
+    int8_t (*intra4x4_pred_mode);
     H264PredContext hpc;
     unsigned int topleft_samples_available;
     unsigned int top_samples_available;
     unsigned int topright_samples_available;
     unsigned int left_samples_available;
-    uint8_t (*top_borders[2])[16+2*8];
-    uint8_t left_border[2*(17+2*9)];
+    uint8_t (*top_borders[2])[(16*3)*2];
 
     /**
      * non zero coeff count cache.
      * is 64 if not available.
      */
-    DECLARE_ALIGNED_8(uint8_t, non_zero_count_cache[6*8]);
-    uint8_t (*non_zero_count)[16];
+    DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15*8];
+
+    uint8_t (*non_zero_count)[48];
 
     /**
      * Motion vector cache.
      */
-    DECLARE_ALIGNED_8(int16_t, mv_cache[2][5*8][2]);
-    DECLARE_ALIGNED_8(int8_t, ref_cache[2][5*8]);
+    DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5*8][2];
+    DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5*8];
 #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 
-    /**
-     * is 1 if the specific list MV&references are set to 0,0,-2.
-     */
-    int mv_cache_clean[2];
-
     /**
      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
      */
@@ -310,12 +318,11 @@ typedef struct H264Context{
      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
      * block_offset[24..47] for field macroblocks
      */
-    int block_offset[2*(16+8)];
+    int block_offset[2*(16*3)];
 
     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
-    uint32_t *mb2b8_xy;
+    uint32_t *mb2br_xy;
     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
-    int b8_stride;
 
     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
     int mb_uvlinesize;
@@ -323,29 +330,19 @@ typedef struct H264Context{
     int emu_edge_width;
     int emu_edge_height;
 
-    int halfpel_flag;
-    int thirdpel_flag;
-
-    int unknown_svq3_flag;
-    int next_slice_index;
-
-    SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
     SPS sps; ///< current sps
 
-    PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
     /**
      * current pps
      */
     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 
-    uint32_t dequant4_buffer[6][52][16];
-    uint32_t dequant8_buffer[2][52][64];
+    uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][16]; //FIXME should these be moved down?
+    uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][64];
     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
-    uint32_t (*dequant8_coeff[2])[64];
-    int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
+    uint32_t (*dequant8_coeff[6])[64];
 
     int slice_num;
-    uint16_t *slice_table_base;
     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
     int slice_type;
     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
@@ -356,49 +353,21 @@ typedef struct H264Context{
     int mb_field_decoding_flag;
     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 
-    DECLARE_ALIGNED_8(uint16_t, sub_mb_type[4]);
-
-    //POC stuff
-    int poc_lsb;
-    int poc_msb;
-    int delta_poc_bottom;
-    int delta_poc[2];
-    int frame_num;
-    int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
-    int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
-    int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
-    int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
-    int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
-
-    /**
-     * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
-     */
-    int curr_pic_num;
-
-    /**
-     * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
-     */
-    int max_pic_num;
+    DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 
     //Weighted pred stuff
     int use_weight;
     int use_weight_chroma;
     int luma_log2_weight_denom;
     int chroma_log2_weight_denom;
-    int luma_weight[2][48];
-    int luma_offset[2][48];
-    int chroma_weight[2][48][2];
-    int chroma_offset[2][48][2];
-    int implicit_weight[48][48];
-
-    //deblock
-    int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
-    int slice_alpha_c0_offset;
-    int slice_beta_offset;
-
-    int redundant_pic_count;
+    //The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
+    int luma_weight[48][2][2];
+    int chroma_weight[48][2][2][2];
+    int implicit_weight[48][48][2];
 
     int direct_spatial_mv_pred;
+    int col_parity;
+    int col_fieldoff;
     int dist_scale_factor[16];
     int dist_scale_factor_field[2][32];
     int map_col_to_list0[2][16+32];
@@ -409,24 +378,11 @@ typedef struct H264Context{
      */
     unsigned int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
     unsigned int list_count;
-    Picture *short_ref[32];
-    Picture *long_ref[32];
-    Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
+    uint8_t *list_counts;            ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
                                           Reordered version of default_ref_list
                                           according to picture reordering in slice header */
     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
-    Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
-    int outputed_poc;
-
-    /**
-     * memory management control operations buffer.
-     */
-    MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
-    int mmco_index;
-
-    int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
-    int short_ref_count; ///< number of actual short term references
 
     //data partitioning
     GetBitContext intra_gb;
@@ -434,15 +390,15 @@ typedef struct H264Context{
     GetBitContext *intra_gb_ptr;
     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 
-    DECLARE_ALIGNED_16(DCTELEM, mb[16*24]);
-    DCTELEM mb_padding[256];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
+    DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb)[16*48*2]; ///< as a dct coeffecient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
+    DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb_luma_dc)[3][16*2];
+    DCTELEM mb_padding[256*2];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
 
     /**
      * Cabac
      */
     CABACContext cabac;
-    uint8_t      cabac_state[460];
-    int          cabac_init_idc;
+    uint8_t      cabac_state[1024];
 
     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
     uint16_t     *cbp_table;
@@ -452,8 +408,8 @@ typedef struct H264Context{
     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
     int         last_qscale_diff;
-    int16_t     (*mvd_table[2])[2];
-    DECLARE_ALIGNED_8(int16_t, mvd_cache[2][5*8][2]);
+    uint8_t     (*mvd_table[2])[2];
+    DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5*8][2];
     uint8_t     *direct_table;
     uint8_t     direct_cache[5*8];
 
@@ -472,8 +428,85 @@ typedef struct H264Context{
 
     int x264_build;
 
+    int mb_xy;
+
+    int is_complex;
+
+    //deblock
+    int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
+    int slice_alpha_c0_offset;
+    int slice_beta_offset;
+
+//=============================================================
+    //Things below are not used in the MB or more inner code
+
+    int nal_ref_idc;
+    int nal_unit_type;
+    uint8_t *rbsp_buffer[2];
+    unsigned int rbsp_buffer_size[2];
+
+    /**
+     * Used to parse AVC variant of h264
+     */
+    int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
+    int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
+    int got_first; ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
+
+    SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
+    PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
+
+    int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
+
+    uint16_t *slice_table_base;
+
+
+    //POC stuff
+    int poc_lsb;
+    int poc_msb;
+    int delta_poc_bottom;
+    int delta_poc[2];
+    int frame_num;
+    int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
+    int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
+    int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
+    int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
+    int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
+
+    /**
+     * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
+     */
+    int curr_pic_num;
+
+    /**
+     * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
+     */
+    int max_pic_num;
+
+    int redundant_pic_count;
+
+    Picture *short_ref[32];
+    Picture *long_ref[32];
+    Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
+    Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
+    int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
+    Picture *next_output_pic;
+    int outputed_poc;
+    int next_outputed_poc;
+
     /**
-     * @defgroup multithreading Members for slice based multithreading
+     * memory management control operations buffer.
+     */
+    MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
+    int mmco_index;
+    int mmco_reset;
+
+    int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
+    int short_ref_count; ///< number of actual short term references
+
+    int          cabac_init_idc;
+
+    /**
+     * @name Members for slice based multithreading
      * @{
      */
     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
@@ -500,10 +533,6 @@ typedef struct H264Context{
     int last_slice_type;
     /** @} */
 
-    int mb_xy;
-
-    uint32_t svq3_watermark_key;
-
     /**
      * pic_struct in picture timing SEI message
      */
@@ -543,19 +572,19 @@ typedef struct H264Context{
      */
     int sei_recovery_frame_cnt;
 
-    int is_complex;
-
     int luma_weight_flag[2];   ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
     int chroma_weight_flag[2]; ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 
     // Timestamp stuff
     int sei_buffering_period_present;  ///< Buffering period SEI flag
     int initial_cpb_removal_delay[32]; ///< Initial timestamps for CPBs
-}H264Context;
 
+    int cur_chroma_format_idc;
+}H264Context;
 
-extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[52];
 
+extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[3][QP_MAX_NUM+1]; ///< One chroma qp table for each supported bit depth (8, 9, 10).
+extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
 
 /**
  * Decode SEI
@@ -567,52 +596,89 @@ int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
  */
 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 
+/**
+ * compute profile from sps
+ */
+int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
+
 /**
  * Decode PPS
  */
 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 
 /**
- * Decodes a network abstraction layer unit.
+ * Decode a network abstraction layer unit.
  * @param consumed is the number of bytes used as input
  * @param length is the length of the array
  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here or a decode rbsp tailing?
- * @returns decoded bytes, might be src+1 if no escapes
+ * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
  */
 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src, int *dst_length, int *consumed, int length);
 
 /**
- * identifies the exact end of the bitstream
- * @return the length of the trailing, or 0 if damaged
- */
-int ff_h264_decode_rbsp_trailing(H264Context *h, const uint8_t *src);
-
-/**
- * frees any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
+ * Free any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
  */
 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 
 /**
- * reconstructs bitstream slice_type.
+ * Reconstruct bitstream slice_type.
  */
-int ff_h264_get_slice_type(H264Context *h);
+int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 
 /**
- * allocates tables.
+ * Allocate tables.
  * needs width/height
  */
 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 
 /**
- * checks if the top & left blocks are available if needed & changes the dc mode so it only uses the available blocks.
+ * Fill the default_ref_list.
  */
-int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode);
+int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
+
+int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
+void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
+void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
+
+/**
+ * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
+ */
+int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
+
+int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb);
+
+void ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h);
+
+
+/**
+ * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
+ */
+int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
+
+/**
+ * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
+ */
+int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
 
-void ff_h264_write_back_intra_pred_mode(H264Context *h);
 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
+int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
-av_cold int ff_h264_decode_end(AVCodecContext *avctx);
+av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
+
+/**
+ * Decode a macroblock
+ * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR if an error is noticed
+ */
+int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
+
+/**
+ * Decode a CABAC coded macroblock
+ * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR if an error is noticed
+ */
+int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
+
+void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 
 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context * const h);
 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context * const h);
@@ -638,16 +704,45 @@ o-o o-o
  / / /
 o-o o-o
 */
+
+/* Scan8 organization:
+ *    0 1 2 3 4 5 6 7
+ * 0  DY    y y y y y
+ * 1        y Y Y Y Y
+ * 2        y Y Y Y Y
+ * 3        y Y Y Y Y
+ * 4        y Y Y Y Y
+ * 5  DU    u u u u u
+ * 6        u U U U U
+ * 7        u U U U U
+ * 8        u U U U U
+ * 9        u U U U U
+ * 10 DV    v v v v v
+ * 11       v V V V V
+ * 12       v V V V V
+ * 13       v V V V V
+ * 14       v V V V V
+ * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
+ */
+
+#define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
+#define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
+
 //This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
-static const uint8_t scan8[16 + 2*4]={
- 4+1*8, 5+1*8, 4+2*8, 5+2*8,
- 6+1*8, 7+1*8, 6+2*8, 7+2*8,
- 4+3*8, 5+3*8, 4+4*8, 5+4*8,
- 6+3*8, 7+3*8, 6+4*8, 7+4*8,
- 1+1*8, 2+1*8,
- 1+2*8, 2+2*8,
- 1+4*8, 2+4*8,
- 1+5*8, 2+5*8,
+static const uint8_t scan8[16*3 + 3]={
+ 4+ 1*8, 5+ 1*8, 4+ 2*8, 5+ 2*8,
+ 6+ 1*8, 7+ 1*8, 6+ 2*8, 7+ 2*8,
+ 4+ 3*8, 5+ 3*8, 4+ 4*8, 5+ 4*8,
+ 6+ 3*8, 7+ 3*8, 6+ 4*8, 7+ 4*8,
+ 4+ 6*8, 5+ 6*8, 4+ 7*8, 5+ 7*8,
+ 6+ 6*8, 7+ 6*8, 6+ 7*8, 7+ 7*8,
+ 4+ 8*8, 5+ 8*8, 4+ 9*8, 5+ 9*8,
+ 6+ 8*8, 7+ 8*8, 6+ 9*8, 7+ 9*8,
+ 4+11*8, 5+11*8, 4+12*8, 5+12*8,
+ 6+11*8, 7+11*8, 6+12*8, 7+12*8,
+ 4+13*8, 5+13*8, 4+14*8, 5+14*8,
+ 6+13*8, 7+13*8, 6+14*8, 7+14*8,
+ 0+ 0*8, 0+ 5*8, 0+10*8
 };
 
 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
@@ -658,164 +753,131 @@ static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
 #endif
 }
 
+static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b){
+#if HAVE_BIGENDIAN
+   return (b&0xFF) + (a<<8);
+#else
+   return (a&0xFF) + (b<<8);
+#endif
+}
+
 /**
- * checks if the top & left blocks are available if needed & changes the dc mode so it only uses the available blocks.
+ * Get the chroma qp.
  */
-static inline int check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h){
-    MpegEncContext * const s = &h->s;
-    static const int8_t top [12]= {-1, 0,LEFT_DC_PRED,-1,-1,-1,-1,-1, 0};
-    static const int8_t left[12]= { 0,-1, TOP_DC_PRED, 0,-1,-1,-1, 0,-1,DC_128_PRED};
-    int i;
-
-    if(!(h->top_samples_available&0x8000)){
-        for(i=0; i<4; i++){
-            int status= top[ h->intra4x4_pred_mode_cache[scan8[0] + i] ];
-            if(status<0){
-                av_log(h->s.avctx, AV_LOG_ERROR, "top block unavailable for requested intra4x4 mode %d at %d %d\n", status, s->mb_x, s->mb_y);
-                return -1;
-            } else if(status){
-                h->intra4x4_pred_mode_cache[scan8[0] + i]= status;
-            }
-        }
-    }
-
-    if((h->left_samples_available&0x8888)!=0x8888){
-        static const int mask[4]={0x8000,0x2000,0x80,0x20};
-        for(i=0; i<4; i++){
-            if(!(h->left_samples_available&mask[i])){
-                int status= left[ h->intra4x4_pred_mode_cache[scan8[0] + 8*i] ];
-                if(status<0){
-                    av_log(h->s.avctx, AV_LOG_ERROR, "left block unavailable for requested intra4x4 mode %d at %d %d\n", status, s->mb_x, s->mb_y);
-                    return -1;
-                } else if(status){
-                    h->intra4x4_pred_mode_cache[scan8[0] + 8*i]= status;
-                }
-            }
-        }
-    }
-
-    return 0;
-} //FIXME cleanup like ff_h264_check_intra_pred_mode
+static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
+    return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
+}
 
 /**
- * gets the chroma qp.
+ * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
  */
-static inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
-    return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
+static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n){
+    const int index8= scan8[n];
+    const int left= h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
+    const int top = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
+    const int min= FFMIN(left, top);
+
+    tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left ,top, min);
+
+    if(min<0) return DC_PRED;
+    else      return min;
 }
 
-static inline int fetch_diagonal_mv(H264Context *h, const int16_t **C, int i, int list, int part_width){
-    const int topright_ref= h->ref_cache[list][ i - 8 + part_width ];
-    MpegEncContext *s = &h->s;
-
-    /* there is no consistent mapping of mvs to neighboring locations that will
-     * make mbaff happy, so we can't move all this logic to fill_caches */
-    if(FRAME_MBAFF){
-        const uint32_t *mb_types = s->current_picture_ptr->mb_type;
-        const int16_t *mv;
-        *(uint32_t*)h->mv_cache[list][scan8[0]-2] = 0;
-        *C = h->mv_cache[list][scan8[0]-2];
-
-        if(!MB_FIELD
-           && (s->mb_y&1) && i < scan8[0]+8 && topright_ref != PART_NOT_AVAILABLE){
-            int topright_xy = s->mb_x + (s->mb_y-1)*s->mb_stride + (i == scan8[0]+3);
-            if(IS_INTERLACED(mb_types[topright_xy])){
-#define SET_DIAG_MV(MV_OP, REF_OP, X4, Y4)\
-                const int x4 = X4, y4 = Y4;\
-                const int mb_type = mb_types[(x4>>2)+(y4>>2)*s->mb_stride];\
-                if(!USES_LIST(mb_type,list))\
-                    return LIST_NOT_USED;\
-                mv = s->current_picture_ptr->motion_val[list][x4 + y4*h->b_stride];\
-                h->mv_cache[list][scan8[0]-2][0] = mv[0];\
-                h->mv_cache[list][scan8[0]-2][1] = mv[1] MV_OP;\
-                return s->current_picture_ptr->ref_index[list][(x4>>1) + (y4>>1)*h->b8_stride] REF_OP;
-
-                SET_DIAG_MV(*2, >>1, s->mb_x*4+(i&7)-4+part_width, s->mb_y*4-1);
-            }
-        }
-        if(topright_ref == PART_NOT_AVAILABLE
-           && ((s->mb_y&1) || i >= scan8[0]+8) && (i&7)==4
-           && h->ref_cache[list][scan8[0]-1] != PART_NOT_AVAILABLE){
-            if(!MB_FIELD
-               && IS_INTERLACED(mb_types[h->left_mb_xy[0]])){
-                SET_DIAG_MV(*2, >>1, s->mb_x*4-1, (s->mb_y|1)*4+(s->mb_y&1)*2+(i>>4)-1);
-            }
-            if(MB_FIELD
-               && !IS_INTERLACED(mb_types[h->left_mb_xy[0]])
-               && i >= scan8[0]+8){
-                // left shift will turn LIST_NOT_USED into PART_NOT_AVAILABLE, but that's OK.
-                SET_DIAG_MV(/2, <<1, s->mb_x*4-1, (s->mb_y&~1)*4 - 1 + ((i-scan8[0])>>3)*2);
-            }
-        }
-#undef SET_DIAG_MV
+static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h){
+    int8_t *i4x4= h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
+    int8_t *i4x4_cache= h->intra4x4_pred_mode_cache;
+
+    AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8*4);
+    i4x4[4]= i4x4_cache[7+8*3];
+    i4x4[5]= i4x4_cache[7+8*2];
+    i4x4[6]= i4x4_cache[7+8*1];
+}
+
+static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h){
+    const int mb_xy= h->mb_xy;
+    uint8_t *nnz = h->non_zero_count[mb_xy];
+    uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
+
+    AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4+8* 1]);
+    AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4+8* 2]);
+    AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4+8* 3]);
+    AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4+8* 4]);
+    AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4+8* 6]);
+    AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4+8* 7]);
+    AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4+8*11]);
+    AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4+8*12]);
+
+    if(!h->s.chroma_y_shift){
+        AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4+8* 8]);
+        AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4+8* 9]);
+        AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4+8*13]);
+        AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4+8*14]);
     }
+}
 
-    if(topright_ref != PART_NOT_AVAILABLE){
-        *C= h->mv_cache[list][ i - 8 + part_width ];
-        return topright_ref;
-    }else{
-        tprintf(s->avctx, "topright MV not available\n");
+static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h, MpegEncContext * const s, int b_stride,
+                                                    int b_xy, int b8_xy, int mb_type, int list )
+{
+    int16_t (*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
+    int16_t (*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
+    AV_COPY128(mv_dst + 0*b_stride, mv_src + 8*0);
+    AV_COPY128(mv_dst + 1*b_stride, mv_src + 8*1);
+    AV_COPY128(mv_dst + 2*b_stride, mv_src + 8*2);
+    AV_COPY128(mv_dst + 3*b_stride, mv_src + 8*3);
+    if( CABAC ) {
+        uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8*h->mb_xy : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
+        uint8_t (*mvd_src)[2] = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
+        if(IS_SKIP(mb_type))
+            AV_ZERO128(mvd_dst);
+        else{
+            AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8*3);
+            AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8*0);
+            AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8*1);
+            AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8*2);
+        }
+    }
 
-        *C= h->mv_cache[list][ i - 8 - 1 ];
-        return h->ref_cache[list][ i - 8 - 1 ];
+    {
+        int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
+        int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
+        ref_index[0+0*2]= ref_cache[scan8[0]];
+        ref_index[1+0*2]= ref_cache[scan8[4]];
+        ref_index[0+1*2]= ref_cache[scan8[8]];
+        ref_index[1+1*2]= ref_cache[scan8[12]];
     }
 }
 
-/**
- * gets the predicted MV.
- * @param n the block index
- * @param part_width the width of the partition (4, 8,16) -> (1, 2, 4)
- * @param mx the x component of the predicted motion vector
- * @param my the y component of the predicted motion vector
- */
-static inline void pred_motion(H264Context * const h, int n, int part_width, int list, int ref, int * const mx, int * const my){
-    const int index8= scan8[n];
-    const int top_ref=      h->ref_cache[list][ index8 - 8 ];
-    const int left_ref=     h->ref_cache[list][ index8 - 1 ];
-    const int16_t * const A= h->mv_cache[list][ index8 - 1 ];
-    const int16_t * const B= h->mv_cache[list][ index8 - 8 ];
-    const int16_t * C;
-    int diagonal_ref, match_count;
-
-    assert(part_width==1 || part_width==2 || part_width==4);
-
-/* mv_cache
-  B . . A T T T T
-  U . . L . . , .
-  U . . L . . . .
-  U . . L . . , .
-  . . . L . . . .
-*/
+static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type){
+    MpegEncContext * const s = &h->s;
+    const int b_stride = h->b_stride;
+    const int b_xy = 4*s->mb_x + 4*s->mb_y*h->b_stride; //try mb2b(8)_xy
+    const int b8_xy= 4*h->mb_xy;
 
-    diagonal_ref= fetch_diagonal_mv(h, &C, index8, list, part_width);
-    match_count= (diagonal_ref==ref) + (top_ref==ref) + (left_ref==ref);
-    tprintf(h->s.avctx, "pred_motion match_count=%d\n", match_count);
-    if(match_count > 1){ //most common
-        *mx= mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
-        *my= mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
-    }else if(match_count==1){
-        if(left_ref==ref){
-            *mx= A[0];
-            *my= A[1];
-        }else if(top_ref==ref){
-            *mx= B[0];
-            *my= B[1];
-        }else{
-            *mx= C[0];
-            *my= C[1];
-        }
+    if(USES_LIST(mb_type, 0)){
+        write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
     }else{
-        if(top_ref == PART_NOT_AVAILABLE && diagonal_ref == PART_NOT_AVAILABLE && left_ref != PART_NOT_AVAILABLE){
-            *mx= A[0];
-            *my= A[1];
-        }else{
-            *mx= mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
-            *my= mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
-        }
+        fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
+                       2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
+    }
+    if(USES_LIST(mb_type, 1)){
+        write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
     }
 
-    tprintf(h->s.avctx, "pred_motion (%2d %2d %2d) (%2d %2d %2d) (%2d %2d %2d) -> (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n", top_ref, B[0], B[1],                    diagonal_ref, C[0], C[1], left_ref, A[0], A[1], ref, *mx, *my, h->s.mb_x, h->s.mb_y, n, list);
+    if(h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC){
+        if(IS_8X8(mb_type)){
+            uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4*h->mb_xy];
+            direct_table[1] = h->sub_mb_type[1]>>1;
+            direct_table[2] = h->sub_mb_type[2]>>1;
+            direct_table[3] = h->sub_mb_type[3]>>1;
+        }
+    }
 }
 
+static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h){
+    if(h->sps.direct_8x8_inference_flag)
+        return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8                )*0x0001000100010001ULL));
+    else
+        return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8|MB_TYPE_DIRECT2)*0x0001000100010001ULL));
+}
 
 #endif /* AVCODEC_H264_H */