cmdutils: fix -fdebug without -v xy
[ffmpeg.git] / 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 FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 MAX_SPS_COUNT 32
43 #define MAX_PPS_COUNT 256
44
45 #define MAX_MMCO_COUNT 66
46
47 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT 16
48
49 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
50
51 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
52  * of progressive decoding by about 2%. */
53 #define ALLOW_INTERLACE
54
55 #define FMO 0
56
57 /**
58  * The maximum number of slices supported by the decoder.
59  * must be a power of 2
60  */
61 #define MAX_SLICES 16
62
63 #ifdef ALLOW_INTERLACE
64 #define MB_MBAFF h->mb_mbaff
65 #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
66 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
67 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
68 #define LEFT_MBS 2
69 #define LTOP 0
70 #define LBOT 1
71 #define LEFT(i) (i)
72 #else
73 #define MB_MBAFF 0
74 #define MB_FIELD 0
75 #define FRAME_MBAFF 0
76 #define FIELD_PICTURE 0
77 #undef  IS_INTERLACED
78 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
79 #define LEFT_MBS 1
80 #define LTOP 0
81 #define LBOT 0
82 #define LEFT(i) 0
83 #endif
84 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
85
86 #ifndef CABAC
87 #define CABAC h->pps.cabac
88 #endif
89
90 #define CHROMA    (h->sps.chroma_format_idc)
91 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
92 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
93
94 #define EXTENDED_SAR          255
95
96 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED //dirty but it fits in 16 bit
97 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
98 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
99 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
100
101 /**
102  * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
103  * is held for delayed output.
104  */
105 #define DELAYED_PIC_REF 4
106
107 #define QP_MAX_NUM (51 + 4*6)           // The maximum supported qp
108
109 /* NAL unit types */
110 enum {
111     NAL_SLICE=1,
112     NAL_DPA,
113     NAL_DPB,
114     NAL_DPC,
115     NAL_IDR_SLICE,
116     NAL_SEI,
117     NAL_SPS,
118     NAL_PPS,
119     NAL_AUD,
120     NAL_END_SEQUENCE,
121     NAL_END_STREAM,
122     NAL_FILLER_DATA,
123     NAL_SPS_EXT,
124     NAL_AUXILIARY_SLICE=19
125 };
126
127 /**
128  * SEI message types
129  */
130 typedef enum {
131     SEI_BUFFERING_PERIOD             =  0, ///< buffering period (H.264, D.1.1)
132     SEI_TYPE_PIC_TIMING              =  1, ///< picture timing
133     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED  =  5, ///< unregistered user data
134     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT          =  6  ///< recovery point (frame # to decoder sync)
135 } SEI_Type;
136
137 /**
138  * pic_struct in picture timing SEI message
139  */
140 typedef enum {
141     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
142     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
143     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
144     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
145     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
146     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
147     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
148     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
149     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
150 } SEI_PicStructType;
151
152 /**
153  * Sequence parameter set
154  */
155 typedef struct SPS{
156
157     int profile_idc;
158     int level_idc;
159     int chroma_format_idc;
160     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
161     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
162     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
163     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
164     int delta_pic_order_always_zero_flag;
165     int offset_for_non_ref_pic;
166     int offset_for_top_to_bottom_field;
167     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
168     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
169     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
170     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
171     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
172     int frame_mbs_only_flag;
173     int mb_aff;                        ///<mb_adaptive_frame_field_flag
174     int direct_8x8_inference_flag;
175     int crop;                   ///< frame_cropping_flag
176     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
177     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
178     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
179     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
180     int vui_parameters_present_flag;
181     AVRational sar;
182     int video_signal_type_present_flag;
183     int full_range;
184     int colour_description_present_flag;
185     enum AVColorPrimaries color_primaries;
186     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
187     enum AVColorSpace colorspace;
188     int timing_info_present_flag;
189     uint32_t num_units_in_tick;
190     uint32_t time_scale;
191     int fixed_frame_rate_flag;
192     short offset_for_ref_frame[256]; //FIXME dyn aloc?
193     int bitstream_restriction_flag;
194     int num_reorder_frames;
195     int scaling_matrix_present;
196     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
197     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
198     int nal_hrd_parameters_present_flag;
199     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
200     int pic_struct_present_flag;
201     int time_offset_length;
202     int cpb_cnt;                       ///< See H.264 E.1.2
203     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 +1
204     int cpb_removal_delay_length;      ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
205     int dpb_output_delay_length;       ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
206     int bit_depth_luma;                ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
207     int bit_depth_chroma;              ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
208     int residual_color_transform_flag; ///< residual_colour_transform_flag
209     int constraint_set_flags;          ///< constraint_set[0-3]_flag
210 }SPS;
211
212 /**
213  * Picture parameter set
214  */
215 typedef struct PPS{
216     unsigned int sps_id;
217     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
218     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
219     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
220     int mb_slice_group_map_type;
221     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
222     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
223     int weighted_bipred_idc;
224     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
225     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
226     int chroma_qp_index_offset[2];
227     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
228     int constrained_intra_pred; ///< constrained_intra_pred_flag
229     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
230     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
231     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
232     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
233     uint8_t chroma_qp_table[2][QP_MAX_NUM+1];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
234     int chroma_qp_diff;
235 }PPS;
236
237 /**
238  * Memory management control operation opcode.
239  */
240 typedef enum MMCOOpcode{
241     MMCO_END=0,
242     MMCO_SHORT2UNUSED,
243     MMCO_LONG2UNUSED,
244     MMCO_SHORT2LONG,
245     MMCO_SET_MAX_LONG,
246     MMCO_RESET,
247     MMCO_LONG,
248 } MMCOOpcode;
249
250 /**
251  * Memory management control operation.
252  */
253 typedef struct MMCO{
254     MMCOOpcode opcode;
255     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
256     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
257 } MMCO;
258
259 /**
260  * H264Context
261  */
262 typedef struct H264Context{
263     MpegEncContext s;
264     H264DSPContext h264dsp;
265     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
266     int chroma_qp[2]; //QPc
267
268     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
269
270     int prev_mb_skipped;
271     int next_mb_skipped;
272
273     //prediction stuff
274     int chroma_pred_mode;
275     int intra16x16_pred_mode;
276
277     int topleft_mb_xy;
278     int top_mb_xy;
279     int topright_mb_xy;
280     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
281
282     int topleft_type;
283     int top_type;
284     int topright_type;
285     int left_type[LEFT_MBS];
286
287     const uint8_t * left_block;
288     int topleft_partition;
289
290     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
291     int8_t (*intra4x4_pred_mode);
292     H264PredContext hpc;
293     unsigned int topleft_samples_available;
294     unsigned int top_samples_available;
295     unsigned int topright_samples_available;
296     unsigned int left_samples_available;
297     uint8_t (*top_borders[2])[(16*3)*2];
298
299     /**
300      * non zero coeff count cache.
301      * is 64 if not available.
302      */
303     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15*8];
304
305     uint8_t (*non_zero_count)[48];
306
307     /**
308      * Motion vector cache.
309      */
310     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5*8][2];
311     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5*8];
312 #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
313 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
314
315     /**
316      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
317      */
318     int neighbor_transform_size;
319
320     /**
321      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
322      * block_offset[24..47] for field macroblocks
323      */
324     int block_offset[2*(16*3)];
325
326     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
327     uint32_t *mb2br_xy;
328     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
329
330     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
331     int mb_uvlinesize;
332
333     int emu_edge_width;
334     int emu_edge_height;
335
336     SPS sps; ///< current sps
337
338     /**
339      * current pps
340      */
341     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
342
343     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][16]; //FIXME should these be moved down?
344     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][64];
345     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
346     uint32_t (*dequant8_coeff[6])[64];
347
348     int slice_num;
349     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
350     int slice_type;
351     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
352     int slice_type_fixed;
353
354     //interlacing specific flags
355     int mb_aff_frame;
356     int mb_field_decoding_flag;
357     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
358
359     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
360
361     //Weighted pred stuff
362     int use_weight;
363     int use_weight_chroma;
364     int luma_log2_weight_denom;
365     int chroma_log2_weight_denom;
366     //The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
367     int luma_weight[48][2][2];
368     int chroma_weight[48][2][2][2];
369     int implicit_weight[48][48][2];
370
371     int direct_spatial_mv_pred;
372     int col_parity;
373     int col_fieldoff;
374     int dist_scale_factor[16];
375     int dist_scale_factor_field[2][32];
376     int map_col_to_list0[2][16+32];
377     int map_col_to_list0_field[2][2][16+32];
378
379     /**
380      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
381      */
382     uint8_t *list_counts;            ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
383     unsigned int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
384     unsigned int list_count;
385     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
386                                           Reordered version of default_ref_list
387                                           according to picture reordering in slice header */
388     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
389
390     //data partitioning
391     GetBitContext intra_gb;
392     GetBitContext inter_gb;
393     GetBitContext *intra_gb_ptr;
394     GetBitContext *inter_gb_ptr;
395
396     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.
397     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb_luma_dc)[3][16*2];
398     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
399
400     /**
401      * Cabac
402      */
403     CABACContext cabac;
404     uint8_t      cabac_state[1024];
405
406     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
407     uint16_t     *cbp_table;
408     int cbp;
409     int top_cbp;
410     int left_cbp;
411     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
412     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
413     int         last_qscale_diff;
414     uint8_t     (*mvd_table[2])[2];
415     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5*8][2];
416     uint8_t     *direct_table;
417     uint8_t     direct_cache[5*8];
418
419     uint8_t zigzag_scan[16];
420     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
421     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
422     uint8_t field_scan[16];
423     uint8_t field_scan8x8[64];
424     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
425     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
426     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
427     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
428     const uint8_t *field_scan_q0;
429     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
430     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
431
432     int x264_build;
433
434     int mb_xy;
435
436     int is_complex;
437
438     //deblock
439     int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
440     int slice_alpha_c0_offset;
441     int slice_beta_offset;
442
443 //=============================================================
444     //Things below are not used in the MB or more inner code
445
446     int nal_ref_idc;
447     int nal_unit_type;
448     uint8_t *rbsp_buffer[2];
449     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
450
451     /**
452      * Used to parse AVC variant of h264
453      */
454     int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
455     int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
456     int got_first; ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
457
458     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
459     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
460
461     int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
462
463     uint16_t *slice_table_base;
464
465
466     //POC stuff
467     int poc_lsb;
468     int poc_msb;
469     int delta_poc_bottom;
470     int delta_poc[2];
471     int frame_num;
472     int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
473     int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
474     int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
475     int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
476     int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
477
478     /**
479      * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
480      */
481     int curr_pic_num;
482
483     /**
484      * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
485      */
486     int max_pic_num;
487
488     int redundant_pic_count;
489
490     Picture *short_ref[32];
491     Picture *long_ref[32];
492     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
493     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
494     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
495     Picture *next_output_pic;
496     int outputed_poc;
497     int next_outputed_poc;
498
499     /**
500      * memory management control operations buffer.
501      */
502     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
503     int mmco_index;
504     int mmco_reset;
505
506     int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
507     int short_ref_count; ///< number of actual short term references
508
509     int          cabac_init_idc;
510
511     /**
512      * @name Members for slice based multithreading
513      * @{
514      */
515     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
516
517     /**
518      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
519      */
520     int current_slice;
521
522     /**
523      * Max number of threads / contexts.
524      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
525      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
526      * reduced to 1.
527      */
528     int max_contexts;
529
530     /**
531      *  1 if the single thread fallback warning has already been
532      *  displayed, 0 otherwise.
533      */
534     int single_decode_warning;
535
536     int last_slice_type;
537     /** @} */
538
539     /**
540      * pic_struct in picture timing SEI message
541      */
542     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
543
544     /**
545      * Complement sei_pic_struct
546      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
547      * However, soft telecined frames may have these values.
548      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
549      */
550     int prev_interlaced_frame;
551
552     /**
553      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
554      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
555      * interlaced).
556      */
557     int sei_ct_type;
558
559     /**
560      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
561      */
562     int sei_dpb_output_delay;
563
564     /**
565      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
566      */
567     int sei_cpb_removal_delay;
568
569     /**
570      * recovery_frame_cnt from SEI message
571      *
572      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
573      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
574      * frames.
575      */
576     int sei_recovery_frame_cnt;
577     /**
578      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
579      * be fully constructed.
580      *
581      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
582      */
583     int recovery_frame;
584
585     int luma_weight_flag[2];   ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
586     int chroma_weight_flag[2]; ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
587
588     // Timestamp stuff
589     int sei_buffering_period_present;  ///< Buffering period SEI flag
590     int initial_cpb_removal_delay[32]; ///< Initial timestamps for CPBs
591
592     int cur_chroma_format_idc;
593
594     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
595
596     int sync;                      ///< did we had a keyframe or recovery point
597
598     uint8_t parse_history[4];
599     int parse_history_count;
600     int parse_last_mb;
601 }H264Context;
602
603
604 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[5][QP_MAX_NUM+1]; ///< One chroma qp table for each possible bit depth (8-12).
605
606 /**
607  * Decode SEI
608  */
609 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
610
611 /**
612  * Decode SPS
613  */
614 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
615
616 /**
617  * compute profile from sps
618  */
619 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
620
621 /**
622  * Decode PPS
623  */
624 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
625
626 /**
627  * Decode a network abstraction layer unit.
628  * @param consumed is the number of bytes used as input
629  * @param length is the length of the array
630  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here or a decode rbsp tailing?
631  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
632  */
633 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src, int *dst_length, int *consumed, int length);
634
635 /**
636  * Free any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
637  */
638 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
639
640 /**
641  * Reconstruct bitstream slice_type.
642  */
643 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
644
645 /**
646  * Allocate tables.
647  * needs width/height
648  */
649 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
650
651 /**
652  * Fill the default_ref_list.
653  */
654 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
655
656 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
657 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
658 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
659
660 /**
661  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
662  */
663 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
664
665 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb);
666
667 void ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h);
668
669
670 /**
671  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
672  */
673 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
674
675 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
676
677 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
678 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
679 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h, const uint8_t *buf, int size);
680 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
681 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
682
683 /**
684  * Decode a macroblock
685  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR if an error is noticed
686  */
687 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
688
689 /**
690  * Decode a CABAC coded macroblock
691  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR if an error is noticed
692  */
693 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
694
695 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
696
697 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context * const h);
698 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context * const h);
699 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context * const h, int *mb_type);
700
701 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);
702 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);
703
704 /**
705  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
706  *
707  * @param h H.264 context.
708  */
709 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
710
711
712 /*
713 o-o o-o
714  / / /
715 o-o o-o
716  ,---'
717 o-o o-o
718  / / /
719 o-o o-o
720 */
721
722 /* Scan8 organization:
723  *    0 1 2 3 4 5 6 7
724  * 0  DY    y y y y y
725  * 1        y Y Y Y Y
726  * 2        y Y Y Y Y
727  * 3        y Y Y Y Y
728  * 4        y Y Y Y Y
729  * 5  DU    u u u u u
730  * 6        u U U U U
731  * 7        u U U U U
732  * 8        u U U U U
733  * 9        u U U U U
734  * 10 DV    v v v v v
735  * 11       v V V V V
736  * 12       v V V V V
737  * 13       v V V V V
738  * 14       v V V V V
739  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
740  */
741
742 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
743 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
744
745 //This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
746 static const uint8_t scan8[16*3 + 3]={
747  4+ 1*8, 5+ 1*8, 4+ 2*8, 5+ 2*8,
748  6+ 1*8, 7+ 1*8, 6+ 2*8, 7+ 2*8,
749  4+ 3*8, 5+ 3*8, 4+ 4*8, 5+ 4*8,
750  6+ 3*8, 7+ 3*8, 6+ 4*8, 7+ 4*8,
751  4+ 6*8, 5+ 6*8, 4+ 7*8, 5+ 7*8,
752  6+ 6*8, 7+ 6*8, 6+ 7*8, 7+ 7*8,
753  4+ 8*8, 5+ 8*8, 4+ 9*8, 5+ 9*8,
754  6+ 8*8, 7+ 8*8, 6+ 9*8, 7+ 9*8,
755  4+11*8, 5+11*8, 4+12*8, 5+12*8,
756  6+11*8, 7+11*8, 6+12*8, 7+12*8,
757  4+13*8, 5+13*8, 4+14*8, 5+14*8,
758  6+13*8, 7+13*8, 6+14*8, 7+14*8,
759  0+ 0*8, 0+ 5*8, 0+10*8
760 };
761
762 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
763 #if HAVE_BIGENDIAN
764    return (b&0xFFFF) + (a<<16);
765 #else
766    return (a&0xFFFF) + (b<<16);
767 #endif
768 }
769
770 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b){
771 #if HAVE_BIGENDIAN
772    return (b&0xFF) + (a<<8);
773 #else
774    return (a&0xFF) + (b<<8);
775 #endif
776 }
777
778 /**
779  * Get the chroma qp.
780  */
781 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
782     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
783 }
784
785 /**
786  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
787  */
788 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n){
789     const int index8= scan8[n];
790     const int left= h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
791     const int top = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
792     const int min= FFMIN(left, top);
793
794     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left ,top, min);
795
796     if(min<0) return DC_PRED;
797     else      return min;
798 }
799
800 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h){
801     int8_t *i4x4= h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
802     int8_t *i4x4_cache= h->intra4x4_pred_mode_cache;
803
804     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8*4);
805     i4x4[4]= i4x4_cache[7+8*3];
806     i4x4[5]= i4x4_cache[7+8*2];
807     i4x4[6]= i4x4_cache[7+8*1];
808 }
809
810 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h){
811     const int mb_xy= h->mb_xy;
812     uint8_t *nnz = h->non_zero_count[mb_xy];
813     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
814
815     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4+8* 1]);
816     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4+8* 2]);
817     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4+8* 3]);
818     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4+8* 4]);
819     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4+8* 6]);
820     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4+8* 7]);
821     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4+8*11]);
822     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4+8*12]);
823
824     if(!h->s.chroma_y_shift){
825         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4+8* 8]);
826         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4+8* 9]);
827         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4+8*13]);
828         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4+8*14]);
829     }
830 }
831
832 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h, MpegEncContext * const s, int b_stride,
833                                                     int b_xy, int b8_xy, int mb_type, int list )
834 {
835     int16_t (*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
836     int16_t (*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
837     AV_COPY128(mv_dst + 0*b_stride, mv_src + 8*0);
838     AV_COPY128(mv_dst + 1*b_stride, mv_src + 8*1);
839     AV_COPY128(mv_dst + 2*b_stride, mv_src + 8*2);
840     AV_COPY128(mv_dst + 3*b_stride, mv_src + 8*3);
841     if( CABAC ) {
842         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8*h->mb_xy : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
843         uint8_t (*mvd_src)[2] = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
844         if(IS_SKIP(mb_type))
845             AV_ZERO128(mvd_dst);
846         else{
847             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8*3);
848             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8*0);
849             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8*1);
850             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8*2);
851         }
852     }
853
854     {
855         int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
856         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
857         ref_index[0+0*2]= ref_cache[scan8[0]];
858         ref_index[1+0*2]= ref_cache[scan8[4]];
859         ref_index[0+1*2]= ref_cache[scan8[8]];
860         ref_index[1+1*2]= ref_cache[scan8[12]];
861     }
862 }
863
864 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type){
865     MpegEncContext * const s = &h->s;
866     const int b_stride = h->b_stride;
867     const int b_xy = 4*s->mb_x + 4*s->mb_y*h->b_stride; //try mb2b(8)_xy
868     const int b8_xy= 4*h->mb_xy;
869
870     if(USES_LIST(mb_type, 0)){
871         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
872     }else{
873         fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
874                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
875     }
876     if(USES_LIST(mb_type, 1)){
877         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
878     }
879
880     if(h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC){
881         if(IS_8X8(mb_type)){
882             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4*h->mb_xy];
883             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1]>>1;
884             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2]>>1;
885             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3]>>1;
886         }
887     }
888 }
889
890 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h){
891     if(h->sps.direct_8x8_inference_flag)
892         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8                )*0x0001000100010001ULL));
893     else
894         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8|MB_TYPE_DIRECT2)*0x0001000100010001ULL));
895 }
896
897 #endif /* AVCODEC_H264_H */