libavcodec/h264.h

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_H264_H
  29 #define AVCODEC_H264_H
  30
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "cabac.h"
  34 #include "mpegvideo.h"
  35 #include "h264dsp.h"
  36 #include "h264pred.h"
  37 #include "rectangle.h"
  38
  39 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
  40 #define mb_intra mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
  41
  42 #define CHROMA_DC_COEFF_TOKEN_VLC_BITS 8
  43 #define COEFF_TOKEN_VLC_BITS           8
  44 #define TOTAL_ZEROS_VLC_BITS           9
  45 #define CHROMA_DC_TOTAL_ZEROS_VLC_BITS 3
  46 #define RUN_VLC_BITS                   3
  47 #define RUN7_VLC_BITS                  6
  48
  49 #define MAX_SPS_COUNT 32
  50 #define MAX_PPS_COUNT 256
  51
  52 #define MAX_MMCO_COUNT 66
  53
  54 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT 16
  55
  56 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  57  * of progressive decoding by about 2%. */
  58 #define ALLOW_INTERLACE
  59
  60 #define FMO 0
  61
  62 /**
  63  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  64  * must be a power of 2
  65  */
  66 #define MAX_SLICES 16
  67
  68 #ifdef ALLOW_INTERLACE
  69 #define MB_MBAFF h->mb_mbaff
  70 #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
  71 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  72 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
  73 #define LEFT_MBS 2
  74 #define LTOP 0
  75 #define LBOT 1
  76 #define LEFT(i) (i)
  77 #else
  78 #define MB_MBAFF 0
  79 #define MB_FIELD 0
  80 #define FRAME_MBAFF 0
  81 #define FIELD_PICTURE 0
  82 #undef  IS_INTERLACED
  83 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  84 #define LEFT_MBS 1
  85 #define LTOP 0
  86 #define LBOT 0
  87 #define LEFT(i) 0
  88 #endif
  89 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  90
  91 #ifndef CABAC
  92 #define CABAC h->pps.cabac
  93 #endif
  94
  95 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
  96
  97 #define EXTENDED_SAR          255
  98
  99 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED //dirty but it fits in 16 bit
 100 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
 101 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
 102 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
 103
 104 /**
 105  * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
 106  * is held for delayed output.
 107  */
 108 #define DELAYED_PIC_REF 4
 109
 110 #define QP_MAX_NUM (51 + 2*6)           // The maximum supported qp
 111
 112 /* NAL unit types */
 113 enum {
 114     NAL_SLICE=1,
 115     NAL_DPA,
 116     NAL_DPB,
 117     NAL_DPC,
 118     NAL_IDR_SLICE,
 119     NAL_SEI,
 120     NAL_SPS,
 121     NAL_PPS,
 122     NAL_AUD,
 123     NAL_END_SEQUENCE,
 124     NAL_END_STREAM,
 125     NAL_FILLER_DATA,
 126     NAL_SPS_EXT,
 127     NAL_AUXILIARY_SLICE=19
 128 };
 129
 130 /**
 131  * SEI message types
 132  */
 133 typedef enum {
 134     SEI_BUFFERING_PERIOD             =  0, ///< buffering period (H.264, D.1.1)
 135     SEI_TYPE_PIC_TIMING              =  1, ///< picture timing
 136     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED  =  5, ///< unregistered user data
 137     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT          =  6  ///< recovery point (frame # to decoder sync)
 138 } SEI_Type;
 139
 140 /**
 141  * pic_struct in picture timing SEI message
 142  */
 143 typedef enum {
 144     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
 145     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
 146     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
 147     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
 148     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
 149     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
 150     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
 151     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
 152     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
 153 } SEI_PicStructType;
 154
 155 /**
 156  * Sequence parameter set
 157  */
 158 typedef struct SPS{
 159
 160     int profile_idc;
 161     int level_idc;
 162     int chroma_format_idc;
 163     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
 164     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
 165     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
 166     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
 167     int delta_pic_order_always_zero_flag;
 168     int offset_for_non_ref_pic;
 169     int offset_for_top_to_bottom_field;
 170     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
 171     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
 172     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
 173     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
 174     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
 175     int frame_mbs_only_flag;
 176     int mb_aff;                        ///<mb_adaptive_frame_field_flag
 177     int direct_8x8_inference_flag;
 178     int crop;                   ///< frame_cropping_flag
 179     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
 180     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
 181     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
 182     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
 183     int vui_parameters_present_flag;
 184     AVRational sar;
 185     int video_signal_type_present_flag;
 186     int full_range;
 187     int colour_description_present_flag;
 188     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 189     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 190     enum AVColorSpace colorspace;
 191     int timing_info_present_flag;
 192     uint32_t num_units_in_tick;
 193     uint32_t time_scale;
 194     int fixed_frame_rate_flag;
 195     short offset_for_ref_frame[256]; //FIXME dyn aloc?
 196     int bitstream_restriction_flag;
 197     int num_reorder_frames;
 198     int scaling_matrix_present;
 199     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 200     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 201     int nal_hrd_parameters_present_flag;
 202     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
 203     int pic_struct_present_flag;
 204     int time_offset_length;
 205     int cpb_cnt;                       ///< See H.264 E.1.2
 206     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 +1
 207     int cpb_removal_delay_length;      ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
 208     int dpb_output_delay_length;       ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
 209     int bit_depth_luma;                ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
 210     int bit_depth_chroma;              ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
 211     int residual_color_transform_flag; ///< residual_colour_transform_flag
 212     int constraint_set_flags;          ///< constraint_set[0-3]_flag
 213 }SPS;
 214
 215 /**
 216  * Picture parameter set
 217  */
 218 typedef struct PPS{
 219     unsigned int sps_id;
 220     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
 221     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
 222     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
 223     int mb_slice_group_map_type;
 224     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 225     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
 226     int weighted_bipred_idc;
 227     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
 228     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
 229     int chroma_qp_index_offset[2];
 230     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
 231     int constrained_intra_pred; ///< constrained_intra_pred_flag
 232     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
 233     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
 234     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
 235     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
 236     uint8_t chroma_qp_table[2][64];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
 237     int chroma_qp_diff;
 238 }PPS;
 239
 240 /**
 241  * Memory management control operation opcode.
 242  */
 243 typedef enum MMCOOpcode{
 244     MMCO_END=0,
 245     MMCO_SHORT2UNUSED,
 246     MMCO_LONG2UNUSED,
 247     MMCO_SHORT2LONG,
 248     MMCO_SET_MAX_LONG,
 249     MMCO_RESET,
 250     MMCO_LONG,
 251 } MMCOOpcode;
 252
 253 /**
 254  * Memory management control operation.
 255  */
 256 typedef struct MMCO{
 257     MMCOOpcode opcode;
 258     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
 259     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
 260 } MMCO;
 261
 262 /**
 263  * H264Context
 264  */
 265 typedef struct H264Context{
 266     MpegEncContext s;
 267     H264DSPContext h264dsp;
 268     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
 269     int chroma_qp[2]; //QPc
 270
 271     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
 272
 273     int prev_mb_skipped;
 274     int next_mb_skipped;
 275
 276     //prediction stuff
 277     int chroma_pred_mode;
 278     int intra16x16_pred_mode;
 279
 280     int topleft_mb_xy;
 281     int top_mb_xy;
 282     int topright_mb_xy;
 283     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
 284
 285     int topleft_type;
 286     int top_type;
 287     int topright_type;
 288     int left_type[LEFT_MBS];
 289
 290     const uint8_t * left_block;
 291     int topleft_partition;
 292
 293     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
 294     int8_t (*intra4x4_pred_mode);
 295     H264PredContext hpc;
 296     unsigned int topleft_samples_available;
 297     unsigned int top_samples_available;
 298     unsigned int topright_samples_available;
 299     unsigned int left_samples_available;
 300     uint8_t (*top_borders[2])[(16*3)*2];
 301
 302     /**
 303      * non zero coeff count cache.
 304      * is 64 if not available.
 305      */
 306     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15*8];
 307
 308     uint8_t (*non_zero_count)[48];
 309
 310     /**
 311      * Motion vector cache.
 312      */
 313     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5*8][2];
 314     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5*8];
 315 #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
 316 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
 317
 318     /**
 319      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
 320      */
 321     int neighbor_transform_size;
 322
 323     /**
 324      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
 325      * block_offset[24..47] for field macroblocks
 326      */
 327     int block_offset[2*(16*3)];
 328
 329     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
 330     uint32_t *mb2br_xy;
 331     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
 332
 333     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
 334     int mb_uvlinesize;
 335
 336     int emu_edge_width;
 337     int emu_edge_height;
 338
 339     SPS sps; ///< current sps
 340
 341     /**
 342      * current pps
 343      */
 344     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
 345
 346     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][16]; //FIXME should these be moved down?
 347     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][64];
 348     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
 349     uint32_t (*dequant8_coeff[6])[64];
 350
 351     int slice_num;
 352     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
 353     int slice_type;
 354     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
 355     int slice_type_fixed;
 356
 357     //interlacing specific flags
 358     int mb_aff_frame;
 359     int mb_field_decoding_flag;
 360     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
 361
 362     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
 363
 364     //Weighted pred stuff
 365     int use_weight;
 366     int use_weight_chroma;
 367     int luma_log2_weight_denom;
 368     int chroma_log2_weight_denom;
 369     //The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
 370     int luma_weight[48][2][2];
 371     int chroma_weight[48][2][2][2];
 372     int implicit_weight[48][48][2];
 373
 374     int direct_spatial_mv_pred;
 375     int col_parity;
 376     int col_fieldoff;
 377     int dist_scale_factor[16];
 378     int dist_scale_factor_field[2][32];
 379     int map_col_to_list0[2][16+32];
 380     int map_col_to_list0_field[2][2][16+32];
 381
 382     /**
 383      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
 384      */
 385     unsigned int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
 386     unsigned int list_count;
 387     uint8_t *list_counts;            ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
 388     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
 389                                           Reordered version of default_ref_list
 390                                           according to picture reordering in slice header */
 391     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
 392
 393     //data partitioning
 394     GetBitContext intra_gb;
 395     GetBitContext inter_gb;
 396     GetBitContext *intra_gb_ptr;
 397     GetBitContext *inter_gb_ptr;
 398
 399     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.
 400     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb_luma_dc)[3][16*2];
 401     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
 402
 403     /**
 404      * Cabac
 405      */
 406     CABACContext cabac;
 407     uint8_t      cabac_state[1024];
 408
 409     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
 410     uint16_t     *cbp_table;
 411     int cbp;
 412     int top_cbp;
 413     int left_cbp;
 414     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
 415     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
 416     int         last_qscale_diff;
 417     uint8_t     (*mvd_table[2])[2];
 418     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5*8][2];
 419     uint8_t     *direct_table;
 420     uint8_t     direct_cache[5*8];
 421
 422     uint8_t zigzag_scan[16];
 423     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
 424     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
 425     uint8_t field_scan[16];
 426     uint8_t field_scan8x8[64];
 427     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
 428     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
 429     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
 430     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
 431     const uint8_t *field_scan_q0;
 432     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
 433     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
 434
 435     int x264_build;
 436
 437     int mb_xy;
 438
 439     int is_complex;
 440
 441     //deblock
 442     int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
 443     int slice_alpha_c0_offset;
 444     int slice_beta_offset;
 445
 446 //=============================================================
 447     //Things below are not used in the MB or more inner code
 448
 449     int nal_ref_idc;
 450     int nal_unit_type;
 451     uint8_t *rbsp_buffer[2];
 452     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
 453
 454     /**
 455      * Used to parse AVC variant of h264
 456      */
 457     int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
 458     int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
 459     int got_first; ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
 460
 461     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
 462     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
 463
 464     int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
 465
 466     uint16_t *slice_table_base;
 467
 468
 469     //POC stuff
 470     int poc_lsb;
 471     int poc_msb;
 472     int delta_poc_bottom;
 473     int delta_poc[2];
 474     int frame_num;
 475     int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
 476     int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
 477     int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
 478     int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
 479     int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
 480
 481     /**
 482      * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
 483      */
 484     int curr_pic_num;
 485
 486     /**
 487      * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
 488      */
 489     int max_pic_num;
 490
 491     int redundant_pic_count;
 492
 493     Picture *short_ref[32];
 494     Picture *long_ref[32];
 495     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
 496     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
 497     Picture *next_output_pic;
 498     int outputed_poc;
 499     int next_outputed_poc;
 500
 501     /**
 502      * memory management control operations buffer.
 503      */
 504     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
 505     int mmco_index;
 506
 507     int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
 508     int short_ref_count; ///< number of actual short term references
 509
 510     int          cabac_init_idc;
 511
 512     /**
 513      * @name Members for slice based multithreading
 514      * @{
 515      */
 516     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
 517
 518     /**
 519      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
 520      */
 521     int current_slice;
 522
 523     /**
 524      * Max number of threads / contexts.
 525      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
 526      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
 527      * reduced to 1.
 528      */
 529     int max_contexts;
 530
 531     /**
 532      *  1 if the single thread fallback warning has already been
 533      *  displayed, 0 otherwise.
 534      */
 535     int single_decode_warning;
 536
 537     int last_slice_type;
 538     /** @} */
 539
 540     /**
 541      * pic_struct in picture timing SEI message
 542      */
 543     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
 544
 545     /**
 546      * Complement sei_pic_struct
 547      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
 548      * However, soft telecined frames may have these values.
 549      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
 550      */
 551     int prev_interlaced_frame;
 552
 553     /**
 554      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
 555      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
 556      * interlaced).
 557      */
 558     int sei_ct_type;
 559
 560     /**
 561      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
 562      */
 563     int sei_dpb_output_delay;
 564
 565     /**
 566      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
 567      */
 568     int sei_cpb_removal_delay;
 569
 570     /**
 571      * recovery_frame_cnt from SEI message
 572      *
 573      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
 574      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
 575      * frames.
 576      */
 577     int sei_recovery_frame_cnt;
 578
 579     int luma_weight_flag[2];   ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
 580     int chroma_weight_flag[2]; ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
 581
 582     // Timestamp stuff
 583     int sei_buffering_period_present;  ///< Buffering period SEI flag
 584     int initial_cpb_removal_delay[32]; ///< Initial timestamps for CPBs
 585 }H264Context;
 586
 587
 588 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).
 589
 590 /**
 591  * Decode SEI
 592  */
 593 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
 594
 595 /**
 596  * Decode SPS
 597  */
 598 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
 599
 600 /**
 601  * compute profile from sps
 602  */
 603 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
 604
 605 /**
 606  * Decode PPS
 607  */
 608 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
 609
 610 /**
 611  * Decode a network abstraction layer unit.
 612  * @param consumed is the number of bytes used as input
 613  * @param length is the length of the array
 614  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here or a decode rbsp tailing?
 615  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
 616  */
 617 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src, int *dst_length, int *consumed, int length);
 618
 619 /**
 620  * Free any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
 621  */
 622 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
 623
 624 /**
 625  * Reconstruct bitstream slice_type.
 626  */
 627 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
 628
 629 /**
 630  * Allocate tables.
 631  * needs width/height
 632  */
 633 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
 634
 635 /**
 636  * Fill the default_ref_list.
 637  */
 638 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
 639
 640 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
 641 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
 642 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
 643
 644 /**
 645  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
 646  */
 647 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
 648
 649 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb);
 650
 651 void ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h);
 652
 653
 654 /**
 655  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
 656  */
 657 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
 658
 659 /**
 660  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
 661  */
 662 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode);
 663
 664 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
 665 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
 666 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
 667 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 668 av_cold int ff_h264_decode_end(AVCodecContext *avctx);
 669 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
 670
 671 /**
 672  * Decode a macroblock
 673  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
 674  */
 675 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
 676
 677 /**
 678  * Decode a CABAC coded macroblock
 679  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
 680  */
 681 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
 682
 683 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
 684
 685 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context * const h);
 686 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context * const h);
 687 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context * const h, int *mb_type);
 688
 689 void ff_h264_filter_mb_fast( H264Context *h, int mb_x, int mb_y, uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr, unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 690 void ff_h264_filter_mb( H264Context *h, int mb_x, int mb_y, uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr, unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
 691
 692 /**
 693  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
 694  *
 695  * @param h H.264 context.
 696  */
 697 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
 698
 699
 700 /*
 701 o-o o-o
 702  / / /
 703 o-o o-o
 704  ,---'
 705 o-o o-o
 706  / / /
 707 o-o o-o
 708 */
 709
 710 /* Scan8 organization:
 711  *    0 1 2 3 4 5 6 7
 712  * 0  DY    y y y y y
 713  * 1        y Y Y Y Y
 714  * 2        y Y Y Y Y
 715  * 3        y Y Y Y Y
 716  * 4        y Y Y Y Y
 717  * 5  DU    u u u u u
 718  * 6        u U U U U
 719  * 7        u U U U U
 720  * 8        u U U U U
 721  * 9        u U U U U
 722  * 10 DV    v v v v v
 723  * 11       v V V V V
 724  * 12       v V V V V
 725  * 13       v V V V V
 726  * 14       v V V V V
 727  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
 728  */
 729
 730 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
 731 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
 732
 733 //This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
 734 static const uint8_t scan8[16*3 + 3]={
 735  4+ 1*8, 5+ 1*8, 4+ 2*8, 5+ 2*8,
 736  6+ 1*8, 7+ 1*8, 6+ 2*8, 7+ 2*8,
 737  4+ 3*8, 5+ 3*8, 4+ 4*8, 5+ 4*8,
 738  6+ 3*8, 7+ 3*8, 6+ 4*8, 7+ 4*8,
 739  4+ 6*8, 5+ 6*8, 4+ 7*8, 5+ 7*8,
 740  6+ 6*8, 7+ 6*8, 6+ 7*8, 7+ 7*8,
 741  4+ 8*8, 5+ 8*8, 4+ 9*8, 5+ 9*8,
 742  6+ 8*8, 7+ 8*8, 6+ 9*8, 7+ 9*8,
 743  4+11*8, 5+11*8, 4+12*8, 5+12*8,
 744  6+11*8, 7+11*8, 6+12*8, 7+12*8,
 745  4+13*8, 5+13*8, 4+14*8, 5+14*8,
 746  6+13*8, 7+13*8, 6+14*8, 7+14*8,
 747  0+ 0*8, 0+ 5*8, 0+10*8
 748 };
 749
 750 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
 751 #if HAVE_BIGENDIAN
 752    return (b&0xFFFF) + (a<<16);
 753 #else
 754    return (a&0xFFFF) + (b<<16);
 755 #endif
 756 }
 757
 758 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b){
 759 #if HAVE_BIGENDIAN
 760    return (b&0xFF) + (a<<8);
 761 #else
 762    return (a&0xFF) + (b<<8);
 763 #endif
 764 }
 765
 766 /**
 767  * gets the chroma qp.
 768  */
 769 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
 770     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
 771 }
 772
 773 /**
 774  * gets the predicted intra4x4 prediction mode.
 775  */
 776 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n){
 777     const int index8= scan8[n];
 778     const int left= h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
 779     const int top = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
 780     const int min= FFMIN(left, top);
 781
 782     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left ,top, min);
 783
 784     if(min<0) return DC_PRED;
 785     else      return min;
 786 }
 787
 788 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h){
 789     int8_t *i4x4= h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
 790     int8_t *i4x4_cache= h->intra4x4_pred_mode_cache;
 791
 792     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8*4);
 793     i4x4[4]= i4x4_cache[7+8*3];
 794     i4x4[5]= i4x4_cache[7+8*2];
 795     i4x4[6]= i4x4_cache[7+8*1];
 796 }
 797
 798 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h){
 799     const int mb_xy= h->mb_xy;
 800     uint8_t *nnz = h->non_zero_count[mb_xy];
 801     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
 802
 803     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4+8* 1]);
 804     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4+8* 2]);
 805     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4+8* 3]);
 806     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4+8* 4]);
 807     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4+8* 6]);
 808     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4+8* 7]);
 809     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4+8*11]);
 810     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4+8*12]);
 811
 812     if(CHROMA444){
 813         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4+8* 8]);
 814         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4+8* 9]);
 815         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4+8*13]);
 816         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4+8*14]);
 817     }
 818 }
 819
 820 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h, MpegEncContext * const s, int b_stride,
 821                                                     int b_xy, int b8_xy, int mb_type, int list )
 822 {
 823     int16_t (*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
 824     int16_t (*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
 825     AV_COPY128(mv_dst + 0*b_stride, mv_src + 8*0);
 826     AV_COPY128(mv_dst + 1*b_stride, mv_src + 8*1);
 827     AV_COPY128(mv_dst + 2*b_stride, mv_src + 8*2);
 828     AV_COPY128(mv_dst + 3*b_stride, mv_src + 8*3);
 829     if( CABAC ) {
 830         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8*h->mb_xy : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
 831         uint8_t (*mvd_src)[2] = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
 832         if(IS_SKIP(mb_type))
 833             AV_ZERO128(mvd_dst);
 834         else{
 835             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8*3);
 836             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8*0);
 837             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8*1);
 838             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8*2);
 839         }
 840     }
 841
 842     {
 843         int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
 844         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
 845         ref_index[0+0*2]= ref_cache[scan8[0]];
 846         ref_index[1+0*2]= ref_cache[scan8[4]];
 847         ref_index[0+1*2]= ref_cache[scan8[8]];
 848         ref_index[1+1*2]= ref_cache[scan8[12]];
 849     }
 850 }
 851
 852 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type){
 853     MpegEncContext * const s = &h->s;
 854     const int b_stride = h->b_stride;
 855     const int b_xy = 4*s->mb_x + 4*s->mb_y*h->b_stride; //try mb2b(8)_xy
 856     const int b8_xy= 4*h->mb_xy;
 857
 858     if(USES_LIST(mb_type, 0)){
 859         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
 860     }else{
 861         fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
 862                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
 863     }
 864     if(USES_LIST(mb_type, 1)){
 865         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
 866     }
 867
 868     if(h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC){
 869         if(IS_8X8(mb_type)){
 870             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4*h->mb_xy];
 871             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1]>>1;
 872             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2]>>1;
 873             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3]>>1;
 874         }
 875     }
 876 }
 877
 878 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h){
 879     if(h->sps.direct_8x8_inference_flag)
 880         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8                )*0x0001000100010001ULL));
 881     else
 882         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8|MB_TYPE_DIRECT2)*0x0001000100010001ULL));
 883 }
 884
 885 #endif /* AVCODEC_H264_H */