h264: factor out setting frame properties / side data
[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 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 / MPEG-4 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/buffer.h"
32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
33 #include "libavutil/thread.h"
34
35 #include "cabac.h"
36 #include "error_resilience.h"
37 #include "h264_parse.h"
38 #include "h264_sei.h"
39 #include "h2645_parse.h"
40 #include "h264chroma.h"
41 #include "h264dsp.h"
42 #include "h264pred.h"
43 #include "h264qpel.h"
44 #include "internal.h"
45 #include "mpegutils.h"
46 #include "parser.h"
47 #include "qpeldsp.h"
48 #include "rectangle.h"
49 #include "videodsp.h"
50
51 #define H264_MAX_PICTURE_COUNT 32
52
53 #define MAX_SPS_COUNT          32
54 #define MAX_PPS_COUNT         256
55
56 #define MAX_MMCO_COUNT         66
57
58 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
59
60 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
61  * of progressive decoding by about 2%. */
62 #define ALLOW_INTERLACE
63
64 #define FMO 0
65
66 /**
67  * The maximum number of slices supported by the decoder.
68  * must be a power of 2
69  */
70 #define MAX_SLICES 32
71
72 #ifdef ALLOW_INTERLACE
73 #define MB_MBAFF(h)    h->mb_mbaff
74 #define MB_FIELD(h)    h->mb_field_decoding_flag
75 #define FRAME_MBAFF(h) h->mb_aff_frame
76 #define FIELD_PICTURE(h) (h->picture_structure != PICT_FRAME)
77 #define LEFT_MBS 2
78 #define LTOP     0
79 #define LBOT     1
80 #define LEFT(i)  (i)
81 #else
82 #define MB_MBAFF(h)      0
83 #define MB_FIELD(h)      0
84 #define FRAME_MBAFF(h)   0
85 #define FIELD_PICTURE(h) 0
86 #undef  IS_INTERLACED
87 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
88 #define LEFT_MBS 1
89 #define LTOP     0
90 #define LBOT     0
91 #define LEFT(i)  0
92 #endif
93 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
94
95 #ifndef CABAC
96 #define CABAC(h) h->ps.pps->cabac
97 #endif
98
99 #define CHROMA422(h) (h->ps.sps->chroma_format_idc == 2)
100 #define CHROMA444(h) (h->ps.sps->chroma_format_idc == 3)
101
102 #define EXTENDED_SAR       255
103
104 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
105 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
106 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
107 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
108
109 #define QP_MAX_NUM (51 + 2 * 6)           // The maximum supported qp
110
111 /* NAL unit types */
112 enum {
113     NAL_SLICE           = 1,
114     NAL_DPA             = 2,
115     NAL_DPB             = 3,
116     NAL_DPC             = 4,
117     NAL_IDR_SLICE       = 5,
118     NAL_SEI             = 6,
119     NAL_SPS             = 7,
120     NAL_PPS             = 8,
121     NAL_AUD             = 9,
122     NAL_END_SEQUENCE    = 10,
123     NAL_END_STREAM      = 11,
124     NAL_FILLER_DATA     = 12,
125     NAL_SPS_EXT         = 13,
126     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
127 };
128
129 /**
130  * Sequence parameter set
131  */
132 typedef struct SPS {
133     unsigned int sps_id;
134     int profile_idc;
135     int level_idc;
136     int chroma_format_idc;
137     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
138     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
139     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
140     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
141     int delta_pic_order_always_zero_flag;
142     int offset_for_non_ref_pic;
143     int offset_for_top_to_bottom_field;
144     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
145     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
146     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
147     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
148     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
149     int frame_mbs_only_flag;
150     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
151     int direct_8x8_inference_flag;
152     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
153
154     /* those 4 are already in luma samples */
155     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
156     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
157     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
158     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
159     int vui_parameters_present_flag;
160     AVRational sar;
161     int video_signal_type_present_flag;
162     int full_range;
163     int colour_description_present_flag;
164     enum AVColorPrimaries color_primaries;
165     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
166     enum AVColorSpace colorspace;
167     int timing_info_present_flag;
168     uint32_t num_units_in_tick;
169     uint32_t time_scale;
170     int fixed_frame_rate_flag;
171     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
172     int bitstream_restriction_flag;
173     int num_reorder_frames;
174     int scaling_matrix_present;
175     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
176     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
177     int nal_hrd_parameters_present_flag;
178     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
179     int pic_struct_present_flag;
180     int time_offset_length;
181     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
182     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
183     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
184     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
185     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
186     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
187     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
188     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
189 } SPS;
190
191 /**
192  * Picture parameter set
193  */
194 typedef struct PPS {
195     unsigned int sps_id;
196     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
197     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
198     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
199     int mb_slice_group_map_type;
200     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
201     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
202     int weighted_bipred_idc;
203     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
204     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
205     int chroma_qp_index_offset[2];
206     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
207     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
208     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
209     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
210     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
211     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
212     uint8_t chroma_qp_table[2][64]; ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
213     int chroma_qp_diff;
214
215     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16];
216     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
217     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
218     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
219 } PPS;
220
221 typedef struct H264ParamSets {
222     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
223     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
224
225     /* currently active parameters sets */
226     const PPS *pps;
227     // FIXME this should properly be const
228     SPS *sps;
229 } H264ParamSets;
230
231 /**
232  * Memory management control operation opcode.
233  */
234 typedef enum MMCOOpcode {
235     MMCO_END = 0,
236     MMCO_SHORT2UNUSED,
237     MMCO_LONG2UNUSED,
238     MMCO_SHORT2LONG,
239     MMCO_SET_MAX_LONG,
240     MMCO_RESET,
241     MMCO_LONG,
242 } MMCOOpcode;
243
244 /**
245  * Memory management control operation.
246  */
247 typedef struct MMCO {
248     MMCOOpcode opcode;
249     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
250     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
251 } MMCO;
252
253 typedef struct H264Picture {
254     AVFrame *f;
255     ThreadFrame tf;
256
257     AVBufferRef *qscale_table_buf;
258     int8_t *qscale_table;
259
260     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
261     int16_t (*motion_val[2])[2];
262
263     AVBufferRef *mb_type_buf;
264     uint32_t *mb_type;
265
266     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
267     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
268
269     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
270     int8_t *ref_index[2];
271
272     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
273     int poc;                ///< frame POC
274     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
275     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
276                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
277     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
278                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
279     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
280     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
281     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
282     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
283     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
284
285     int reference;
286     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
287 } H264Picture;
288
289 typedef struct H264Ref {
290     uint8_t *data[3];
291     int linesize[3];
292
293     int reference;
294     int poc;
295     int pic_id;
296
297     H264Picture *parent;
298 } H264Ref;
299
300 typedef struct H264SliceContext {
301     struct H264Context *h264;
302     GetBitContext gb;
303     ERContext er;
304
305     int slice_num;
306     int slice_type;
307     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
308     int slice_type_fixed;
309
310     int qscale;
311     int chroma_qp[2];   // QPc
312     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
313     int last_qscale_diff;
314
315     // deblock
316     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
317     int slice_alpha_c0_offset;
318     int slice_beta_offset;
319
320     H264PredWeightTable pwt;
321
322     int prev_mb_skipped;
323     int next_mb_skipped;
324
325     int chroma_pred_mode;
326     int intra16x16_pred_mode;
327
328     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
329     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
330
331     int topleft_mb_xy;
332     int top_mb_xy;
333     int topright_mb_xy;
334     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
335
336     int topleft_type;
337     int top_type;
338     int topright_type;
339     int left_type[LEFT_MBS];
340
341     const uint8_t *left_block;
342     int topleft_partition;
343
344     unsigned int topleft_samples_available;
345     unsigned int top_samples_available;
346     unsigned int topright_samples_available;
347     unsigned int left_samples_available;
348
349     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
350     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
351     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
352
353     int mb_x, mb_y;
354     int mb_xy;
355     int resync_mb_x;
356     int resync_mb_y;
357     unsigned int first_mb_addr;
358     // index of the first MB of the next slice
359     int next_slice_idx;
360     int mb_skip_run;
361     int is_complex;
362
363     int picture_structure;
364     int mb_field_decoding_flag;
365     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
366
367     int redundant_pic_count;
368
369     /**
370      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
371      */
372     int neighbor_transform_size;
373
374     int direct_spatial_mv_pred;
375     int col_parity;
376     int col_fieldoff;
377
378     int cbp;
379     int top_cbp;
380     int left_cbp;
381
382     int dist_scale_factor[32];
383     int dist_scale_factor_field[2][32];
384     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
385     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
386
387     /**
388      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
389      */
390     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
391     unsigned int list_count;
392     H264Ref ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
393                                          *   Reordered version of default_ref_list
394                                          *   according to picture reordering in slice header */
395     struct {
396         uint8_t op;
397         uint8_t val;
398     } ref_modifications[2][32];
399     int nb_ref_modifications[2];
400
401     unsigned int pps_id;
402
403     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
404     int16_t *dc_val_base;
405
406     uint8_t *bipred_scratchpad;
407     uint8_t *edge_emu_buffer;
408     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
409     int bipred_scratchpad_allocated;
410     int edge_emu_buffer_allocated;
411     int top_borders_allocated[2];
412
413     /**
414      * non zero coeff count cache.
415      * is 64 if not available.
416      */
417     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
418
419     /**
420      * Motion vector cache.
421      */
422     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
423     DECLARE_ALIGNED(8,  int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
424     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
425     uint8_t direct_cache[5 * 8];
426
427     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
428
429     ///< as a DCT coefficient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
430     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2];
431     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
432     ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either
433     ///< check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
434     int16_t mb_padding[256 * 2];
435
436     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
437
438     /**
439      * Cabac
440      */
441     CABACContext cabac;
442     uint8_t cabac_state[1024];
443     int cabac_init_idc;
444
445     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
446     int  nb_mmco;
447     int explicit_ref_marking;
448
449     int frame_num;
450     int poc_lsb;
451     int delta_poc_bottom;
452     int delta_poc[2];
453     int curr_pic_num;
454     int max_pic_num;
455 } H264SliceContext;
456
457 /**
458  * H264Context
459  */
460 typedef struct H264Context {
461     const AVClass *class;
462     AVCodecContext *avctx;
463     VideoDSPContext vdsp;
464     H264DSPContext h264dsp;
465     H264ChromaContext h264chroma;
466     H264QpelContext h264qpel;
467
468     H264Picture DPB[H264_MAX_PICTURE_COUNT];
469     H264Picture *cur_pic_ptr;
470     H264Picture cur_pic;
471
472     H264SliceContext *slice_ctx;
473     int            nb_slice_ctx;
474
475     H2645Packet pkt;
476
477     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H.264, 1 for high-bit-depth H.264
478
479     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
480     int width, height;
481     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
482
483     int droppable;
484     int coded_picture_number;
485
486     int context_initialized;
487     int flags;
488     int workaround_bugs;
489     /* Set when slice threading is used and at least one slice uses deblocking
490      * mode 1 (i.e. across slice boundaries). Then we disable the loop filter
491      * during normal MB decoding and execute it serially at the end.
492      */
493     int postpone_filter;
494
495     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
496     H264PredContext hpc;
497
498     uint8_t (*non_zero_count)[48];
499
500 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
501 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
502
503     /**
504      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
505      * block_offset[24..47] for field macroblocks
506      */
507     int block_offset[2 * (16 * 3)];
508
509     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
510     uint32_t *mb2br_xy;
511     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
512
513     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
514
515     // interlacing specific flags
516     int mb_aff_frame;
517     int picture_structure;
518     int first_field;
519
520     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
521
522     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
523     uint16_t *cbp_table;
524
525     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
526     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
527     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
528     uint8_t *direct_table;
529
530     uint8_t zigzag_scan[16];
531     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
532     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
533     uint8_t field_scan[16];
534     uint8_t field_scan8x8[64];
535     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
536     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
537     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
538     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
539     const uint8_t *field_scan_q0;
540     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
541     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
542
543     int mb_y;
544     int mb_height, mb_width;
545     int mb_stride;
546     int mb_num;
547
548     // =============================================================
549     // Things below are not used in the MB or more inner code
550
551     int nal_ref_idc;
552     int nal_unit_type;
553
554     /**
555      * Used to parse AVC variant of H.264
556      */
557     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
558     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
559
560     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
561     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
562
563     H264ParamSets ps;
564
565     uint16_t *slice_table_base;
566
567     H264POCContext poc;
568
569     H264Picture *short_ref[32];
570     H264Picture *long_ref[32];
571     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
572     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
573     H264Picture *next_output_pic;
574     int next_outputed_poc;
575
576     /**
577      * memory management control operations buffer.
578      */
579     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
580     int  nb_mmco;
581     int mmco_reset;
582     int explicit_ref_marking;
583
584     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
585     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
586
587     /**
588      * @name Members for slice based multithreading
589      * @{
590      */
591     /**
592      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
593      */
594     int current_slice;
595
596     /** @} */
597
598     /**
599      * Complement sei_pic_struct
600      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
601      * However, soft telecined frames may have these values.
602      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
603      */
604     int prev_interlaced_frame;
605
606     /**
607      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
608      * be fully constructed.
609      *
610      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
611      */
612     int recovery_frame;
613
614 /**
615  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
616  * decodable.
617  */
618 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
619 /**
620  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
621  * so all the following frames in presentation order are correct.
622  */
623 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
624
625     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
626
627     /* for frame threading, this is set to 1
628      * after finish_setup() has been called, so we cannot modify
629      * some context properties (which are supposed to stay constant between
630      * slices) anymore */
631     int setup_finished;
632
633     int enable_er;
634
635     H264SEIContext sei;
636
637     AVBufferPool *qscale_table_pool;
638     AVBufferPool *mb_type_pool;
639     AVBufferPool *motion_val_pool;
640     AVBufferPool *ref_index_pool;
641     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
642 } H264Context;
643
644 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
645
646 /**
647  * Decode SPS
648  */
649 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
650                                      H264ParamSets *ps);
651
652 /**
653  * Decode PPS
654  */
655 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
656                                          H264ParamSets *ps, int bit_length);
657
658 /**
659  * Reconstruct bitstream slice_type.
660  */
661 int ff_h264_get_slice_type(const H264SliceContext *sl);
662
663 /**
664  * Allocate tables.
665  * needs width/height
666  */
667 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
668
669 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
670 int ff_h264_build_ref_list(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
671 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
672
673 /**
674  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
675  */
676 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h);
677
678 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
679                                    GetBitContext *gb);
680
681 void ff_h264_hl_decode_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
682 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
683 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
684
685 /**
686  * Decode a macroblock
687  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
688  */
689 int ff_h264_decode_mb_cavlc(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
690
691 /**
692  * Decode a CABAC coded macroblock
693  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
694  */
695 int ff_h264_decode_mb_cabac(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
696
697 void ff_h264_init_cabac_states(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
698
699 void ff_h264_init_dequant_tables(H264Context *h);
700
701 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
702 void ff_h264_direct_ref_list_init(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
703 void ff_h264_pred_direct_motion(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl,
704                                 int *mb_type);
705
706 void ff_h264_filter_mb_fast(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
707                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
708                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
709 void ff_h264_filter_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
710                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
711                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
712
713 /*
714  * o-o o-o
715  *  / / /
716  * o-o o-o
717  *  ,---'
718  * o-o o-o
719  *  / / /
720  * o-o o-o
721  */
722
723 /* Scan8 organization:
724  *    0 1 2 3 4 5 6 7
725  * 0  DY    y y y y y
726  * 1        y Y Y Y Y
727  * 2        y Y Y Y Y
728  * 3        y Y Y Y Y
729  * 4        y Y Y Y Y
730  * 5  DU    u u u u u
731  * 6        u U U U U
732  * 7        u U U U U
733  * 8        u U U U U
734  * 9        u U U U U
735  * 10 DV    v v v v v
736  * 11       v V V V V
737  * 12       v V V V V
738  * 13       v V V V V
739  * 14       v V V V V
740  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
741  */
742
743 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
744 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
745
746 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
747 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
748     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
749     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
750     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
751     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
752     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
753     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
754     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
755     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
756     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
757     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
758     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
759     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
760     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
761 };
762
763 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
764 {
765 #if HAVE_BIGENDIAN
766     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
767 #else
768     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
769 #endif
770 }
771
772 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
773 {
774 #if HAVE_BIGENDIAN
775     return (b & 0xFF) + (a << 8);
776 #else
777     return (a & 0xFF) + (b << 8);
778 #endif
779 }
780
781 /**
782  * Get the chroma qp.
783  */
784 static av_always_inline int get_chroma_qp(const PPS *pps, int t, int qscale)
785 {
786     return pps->chroma_qp_table[t][qscale];
787 }
788
789 /**
790  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
791  */
792 static av_always_inline int pred_intra_mode(const H264Context *h,
793                                             H264SliceContext *sl, int n)
794 {
795     const int index8 = scan8[n];
796     const int left   = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
797     const int top    = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
798     const int min    = FFMIN(left, top);
799
800     ff_tlog(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
801
802     if (min < 0)
803         return DC_PRED;
804     else
805         return min;
806 }
807
808 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(const H264Context *h,
809                                                         H264SliceContext *sl)
810 {
811     int8_t *i4x4       = sl->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[sl->mb_xy];
812     int8_t *i4x4_cache = sl->intra4x4_pred_mode_cache;
813
814     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
815     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
816     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
817     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
818 }
819
820 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(const H264Context *h,
821                                                        H264SliceContext *sl)
822 {
823     const int mb_xy    = sl->mb_xy;
824     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
825     uint8_t *nnz_cache = sl->non_zero_count_cache;
826
827     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
828     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
829     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
830     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
831     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
832     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
833     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
834     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
835
836     if (!h->chroma_y_shift) {
837         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
838         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
839         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
840         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
841     }
842 }
843
844 static av_always_inline void write_back_motion_list(const H264Context *h,
845                                                     H264SliceContext *sl,
846                                                     int b_stride,
847                                                     int b_xy, int b8_xy,
848                                                     int mb_type, int list)
849 {
850     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
851     int16_t(*mv_src)[2] = &sl->mv_cache[list][scan8[0]];
852     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
853     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
854     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
855     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
856     if (CABAC(h)) {
857         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &sl->mvd_table[list][FMO ? 8 * sl->mb_xy
858                                                         : h->mb2br_xy[sl->mb_xy]];
859         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &sl->mvd_cache[list][scan8[0]];
860         if (IS_SKIP(mb_type)) {
861             AV_ZERO128(mvd_dst);
862         } else {
863             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
864             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
865             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
866             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
867         }
868     }
869
870     {
871         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
872         int8_t *ref_cache = sl->ref_cache[list];
873         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
874         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
875         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
876         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
877     }
878 }
879
880 static av_always_inline void write_back_motion(const H264Context *h,
881                                                H264SliceContext *sl,
882                                                int mb_type)
883 {
884     const int b_stride      = h->b_stride;
885     const int b_xy  = 4 * sl->mb_x + 4 * sl->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
886     const int b8_xy = 4 * sl->mb_xy;
887
888     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
889         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
890     } else {
891         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
892                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
893     }
894     if (USES_LIST(mb_type, 1))
895         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
896
897     if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
898         if (IS_8X8(mb_type)) {
899             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * sl->mb_xy];
900             direct_table[1] = sl->sub_mb_type[1] >> 1;
901             direct_table[2] = sl->sub_mb_type[2] >> 1;
902             direct_table[3] = sl->sub_mb_type[3] >> 1;
903         }
904     }
905 }
906
907 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(const H264Context *h, H264SliceContext *sl)
908 {
909     if (h->ps.sps->direct_8x8_inference_flag)
910         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
911                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
912                   0x0001000100010001ULL));
913     else
914         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
915                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
916                   0x0001000100010001ULL));
917 }
918
919 int ff_h264_field_end(H264Context *h, H264SliceContext *sl, int in_setup);
920
921 int ff_h264_ref_picture(H264Context *h, H264Picture *dst, H264Picture *src);
922 void ff_h264_unref_picture(H264Context *h, H264Picture *pic);
923
924 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
925
926 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int y, int height);
927
928 int ff_h264_decode_slice_header(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
929                                 const H2645NAL *nal);
930 int ff_h264_execute_decode_slices(H264Context *h, unsigned context_count);
931 int ff_h264_update_thread_context(AVCodecContext *dst,
932                                   const AVCodecContext *src);
933
934 void ff_h264_flush_change(H264Context *h);
935
936 void ff_h264_free_tables(H264Context *h);
937
938 #endif /* AVCODEC_H264_H */