avcodec/mpeg4_unpack_bframes_bsf: Copy packet props
[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 / 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 36
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 #define MAX_MBPAIR_SIZE (256*1024) // a tighter bound could be calculated if someone cares about a few bytes
61
62 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
63  * of progressive decoding by about 2%. */
64 #define ALLOW_INTERLACE
65
66 #define FMO 0
67
68 /**
69  * The maximum number of slices supported by the decoder.
70  * must be a power of 2
71  */
72 #define MAX_SLICES 32
73
74 #ifdef ALLOW_INTERLACE
75 #define MB_MBAFF(h)    (h)->mb_mbaff
76 #define MB_FIELD(sl)  (sl)->mb_field_decoding_flag
77 #define FRAME_MBAFF(h) (h)->mb_aff_frame
78 #define FIELD_PICTURE(h) ((h)->picture_structure != PICT_FRAME)
79 #define LEFT_MBS 2
80 #define LTOP     0
81 #define LBOT     1
82 #define LEFT(i)  (i)
83 #else
84 #define MB_MBAFF(h)      0
85 #define MB_FIELD(sl)     0
86 #define FRAME_MBAFF(h)   0
87 #define FIELD_PICTURE(h) 0
88 #undef  IS_INTERLACED
89 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
90 #define LEFT_MBS 1
91 #define LTOP     0
92 #define LBOT     0
93 #define LEFT(i)  0
94 #endif
95 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
96
97 #ifndef CABAC
98 #define CABAC(h) (h)->ps.pps->cabac
99 #endif
100
101 #define CHROMA(h)    ((h)->ps.sps->chroma_format_idc)
102 #define CHROMA422(h) ((h)->ps.sps->chroma_format_idc == 2)
103 #define CHROMA444(h) ((h)->ps.sps->chroma_format_idc == 3)
104
105 #define EXTENDED_SAR       255
106
107 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
108 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
109 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
110 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
111
112 #define QP_MAX_NUM (51 + 6*6)           // The maximum supported qp
113
114 /* NAL unit types */
115 enum {
116     NAL_SLICE           = 1,
117     NAL_DPA             = 2,
118     NAL_DPB             = 3,
119     NAL_DPC             = 4,
120     NAL_IDR_SLICE       = 5,
121     NAL_SEI             = 6,
122     NAL_SPS             = 7,
123     NAL_PPS             = 8,
124     NAL_AUD             = 9,
125     NAL_END_SEQUENCE    = 10,
126     NAL_END_STREAM      = 11,
127     NAL_FILLER_DATA     = 12,
128     NAL_SPS_EXT         = 13,
129     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
130     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
131 };
132
133 /**
134  * Sequence parameter set
135  */
136 typedef struct SPS {
137     unsigned int sps_id;
138     int profile_idc;
139     int level_idc;
140     int chroma_format_idc;
141     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
142     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
143     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
144     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
145     int delta_pic_order_always_zero_flag;
146     int offset_for_non_ref_pic;
147     int offset_for_top_to_bottom_field;
148     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
149     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
150     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
151     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
152     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
153     int frame_mbs_only_flag;
154     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
155     int direct_8x8_inference_flag;
156     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
157
158     /* those 4 are already in luma samples */
159     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
160     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
161     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
162     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
163     int vui_parameters_present_flag;
164     AVRational sar;
165     int video_signal_type_present_flag;
166     int full_range;
167     int colour_description_present_flag;
168     enum AVColorPrimaries color_primaries;
169     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
170     enum AVColorSpace colorspace;
171     int timing_info_present_flag;
172     uint32_t num_units_in_tick;
173     uint32_t time_scale;
174     int fixed_frame_rate_flag;
175     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
176     int bitstream_restriction_flag;
177     int num_reorder_frames;
178     int scaling_matrix_present;
179     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
180     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
181     int nal_hrd_parameters_present_flag;
182     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
183     int pic_struct_present_flag;
184     int time_offset_length;
185     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
186     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
187     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
188     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
189     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
190     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
191     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
192     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
193     uint8_t data[4096];
194     size_t data_size;
195 } SPS;
196
197 /**
198  * Picture parameter set
199  */
200 typedef struct PPS {
201     unsigned int sps_id;
202     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
203     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
204     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
205     int mb_slice_group_map_type;
206     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
207     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
208     int weighted_bipred_idc;
209     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
210     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
211     int chroma_qp_index_offset[2];
212     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
213     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
214     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
215     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
216     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
217     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
218     uint8_t chroma_qp_table[2][QP_MAX_NUM+1];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
219     int chroma_qp_diff;
220     uint8_t data[4096];
221     size_t data_size;
222
223     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16];
224     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
225     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
226     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
227 } PPS;
228
229 typedef struct H264ParamSets {
230     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
231     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
232
233     AVBufferRef *pps_ref;
234     AVBufferRef *sps_ref;
235     /* currently active parameters sets */
236     const PPS *pps;
237     const SPS *sps;
238 } H264ParamSets;
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 typedef struct H264Picture {
263     AVFrame *f;
264     ThreadFrame tf;
265
266     AVBufferRef *qscale_table_buf;
267     int8_t *qscale_table;
268
269     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
270     int16_t (*motion_val[2])[2];
271
272     AVBufferRef *mb_type_buf;
273     uint32_t *mb_type;
274
275     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
276     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
277
278     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
279     int8_t *ref_index[2];
280
281     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
282     int poc;                ///< frame POC
283     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
284     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
285                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
286     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
287                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
288     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
289     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames/fields used as reference (FIXME need per slice)
290     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
291     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
292     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
293
294     int reference;
295     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
296     int invalid_gap;
297     int sei_recovery_frame_cnt;
298
299     int crop;
300     int crop_left;
301     int crop_top;
302 } H264Picture;
303
304 typedef struct H264Ref {
305     uint8_t *data[3];
306     int linesize[3];
307
308     int reference;
309     int poc;
310     int pic_id;
311
312     H264Picture *parent;
313 } H264Ref;
314
315 typedef struct H264SliceContext {
316     struct H264Context *h264;
317     GetBitContext gb;
318     ERContext er;
319
320     int slice_num;
321     int slice_type;
322     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
323     int slice_type_fixed;
324
325     int qscale;
326     int chroma_qp[2];   // QPc
327     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
328     int last_qscale_diff;
329
330     // deblock
331     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
332     int slice_alpha_c0_offset;
333     int slice_beta_offset;
334
335     H264PredWeightTable pwt;
336
337     int prev_mb_skipped;
338     int next_mb_skipped;
339
340     int chroma_pred_mode;
341     int intra16x16_pred_mode;
342
343     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
344     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
345
346     int topleft_mb_xy;
347     int top_mb_xy;
348     int topright_mb_xy;
349     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
350
351     int topleft_type;
352     int top_type;
353     int topright_type;
354     int left_type[LEFT_MBS];
355
356     const uint8_t *left_block;
357     int topleft_partition;
358
359     unsigned int topleft_samples_available;
360     unsigned int top_samples_available;
361     unsigned int topright_samples_available;
362     unsigned int left_samples_available;
363
364     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
365     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
366     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
367
368     int mb_x, mb_y;
369     int mb_xy;
370     int resync_mb_x;
371     int resync_mb_y;
372     unsigned int first_mb_addr;
373     // index of the first MB of the next slice
374     int next_slice_idx;
375     int mb_skip_run;
376     int is_complex;
377
378     int picture_structure;
379     int mb_field_decoding_flag;
380     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
381
382     int redundant_pic_count;
383
384     /**
385      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
386      */
387     int neighbor_transform_size;
388
389     int direct_spatial_mv_pred;
390     int col_parity;
391     int col_fieldoff;
392
393     int cbp;
394     int top_cbp;
395     int left_cbp;
396
397     int dist_scale_factor[32];
398     int dist_scale_factor_field[2][32];
399     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
400     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
401
402     /**
403      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
404      */
405     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
406     unsigned int list_count;
407     H264Ref ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
408                                          *   Reordered version of default_ref_list
409                                          *   according to picture reordering in slice header */
410     struct {
411         uint8_t op;
412         uint32_t val;
413     } ref_modifications[2][32];
414     int nb_ref_modifications[2];
415
416     unsigned int pps_id;
417
418     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
419     int16_t *dc_val_base;
420
421     uint8_t *bipred_scratchpad;
422     uint8_t *edge_emu_buffer;
423     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
424     int bipred_scratchpad_allocated;
425     int edge_emu_buffer_allocated;
426     int top_borders_allocated[2];
427
428     /**
429      * non zero coeff count cache.
430      * is 64 if not available.
431      */
432     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
433
434     /**
435      * Motion vector cache.
436      */
437     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
438     DECLARE_ALIGNED(8,  int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
439     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
440     uint8_t direct_cache[5 * 8];
441
442     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
443
444     ///< as a DCT coefficient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
445     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2];
446     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
447     ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either
448     ///< check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
449     int16_t mb_padding[256 * 2];
450
451     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
452
453     /**
454      * Cabac
455      */
456     CABACContext cabac;
457     uint8_t cabac_state[1024];
458     int cabac_init_idc;
459
460     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
461     int  nb_mmco;
462     int explicit_ref_marking;
463 } H264SliceContext;
464
465 /**
466  * H264Context
467  */
468 typedef struct H264Context {
469     const AVClass *class;
470     AVCodecContext *avctx;
471     VideoDSPContext vdsp;
472     H264DSPContext h264dsp;
473     H264ChromaContext h264chroma;
474     H264QpelContext h264qpel;
475
476     H264Picture DPB[H264_MAX_PICTURE_COUNT];
477     H264Picture *cur_pic_ptr;
478     H264Picture cur_pic;
479     H264Picture last_pic_for_ec;
480
481     H264SliceContext *slice_ctx;
482     int            nb_slice_ctx;
483
484     H2645Packet pkt;
485
486     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H.264, 1 for high-bit-depth H.264
487
488     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
489     int width, height;
490     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
491
492     /**
493      * Backup frame properties: needed, because they can be different
494      * between returned frame and last decoded frame.
495      **/
496     int backup_width;
497     int backup_height;
498     enum AVPixelFormat backup_pix_fmt;
499
500     int droppable;
501     int coded_picture_number;
502
503     int context_initialized;
504     int flags;
505     int workaround_bugs;
506     /* Set when slice threading is used and at least one slice uses deblocking
507      * mode 1 (i.e. across slice boundaries). Then we disable the loop filter
508      * during normal MB decoding and execute it serially at the end.
509      */
510     int postpone_filter;
511
512     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
513     H264PredContext hpc;
514
515     uint8_t (*non_zero_count)[48];
516
517 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
518 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
519
520     /**
521      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
522      * block_offset[24..47] for field macroblocks
523      */
524     int block_offset[2 * (16 * 3)];
525
526     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
527     uint32_t *mb2br_xy;
528     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
529
530     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
531
532     // interlacing specific flags
533     int mb_aff_frame;
534     int picture_structure;
535     int first_field;
536
537     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
538
539     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
540     uint16_t *cbp_table;
541
542     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
543     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
544     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
545     uint8_t *direct_table;
546
547     uint8_t zigzag_scan[16];
548     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
549     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
550     uint8_t field_scan[16];
551     uint8_t field_scan8x8[64];
552     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
553     uint8_t zigzag_scan_q0[16];
554     uint8_t zigzag_scan8x8_q0[64];
555     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc_q0[64];
556     uint8_t field_scan_q0[16];
557     uint8_t field_scan8x8_q0[64];
558     uint8_t field_scan8x8_cavlc_q0[64];
559
560     int mb_y;
561     int mb_height, mb_width;
562     int mb_stride;
563     int mb_num;
564
565     // =============================================================
566     // Things below are not used in the MB or more inner code
567
568     int nal_ref_idc;
569     int nal_unit_type;
570
571     /**
572      * Used to parse AVC variant of H.264
573      */
574     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
575     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
576
577     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
578     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
579
580     H264ParamSets ps;
581
582     uint16_t *slice_table_base;
583
584     H264POCContext poc;
585
586     /**
587      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
588      */
589     int curr_pic_num;
590
591     /**
592      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
593      */
594     int max_pic_num;
595
596     H264Ref default_ref[2];
597     H264Picture *short_ref[32];
598     H264Picture *long_ref[32];
599     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
600     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
601     H264Picture *next_output_pic;
602     int next_outputed_poc;
603
604     /**
605      * memory management control operations buffer.
606      */
607     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
608     int  nb_mmco;
609     int mmco_reset;
610     int explicit_ref_marking;
611
612     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
613     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
614
615     /**
616      * @name Members for slice based multithreading
617      * @{
618      */
619     /**
620      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
621      */
622     int current_slice;
623
624     /**
625      * Max number of threads / contexts.
626      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
627      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
628      * reduced to 1.
629      */
630     int max_contexts;
631
632     /**
633      *  1 if the single thread fallback warning has already been
634      *  displayed, 0 otherwise.
635      */
636     int single_decode_warning;
637
638     /** @} */
639
640     /**
641      * Complement sei_pic_struct
642      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
643      * However, soft telecined frames may have these values.
644      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
645      */
646     int prev_interlaced_frame;
647
648     /**
649      * Are the SEI recovery points looking valid.
650      */
651     int valid_recovery_point;
652
653     /**
654      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
655      * be fully constructed.
656      *
657      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
658      */
659     int recovery_frame;
660
661 /**
662  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
663  * decodable.
664  */
665 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
666 /**
667  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
668  * so all the following frames in presentation order are correct.
669  */
670 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
671
672     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
673
674     int has_recovery_point;
675
676     int missing_fields;
677
678     /* for frame threading, this is set to 1
679      * after finish_setup() has been called, so we cannot modify
680      * some context properties (which are supposed to stay constant between
681      * slices) anymore */
682     int setup_finished;
683
684     int cur_chroma_format_idc;
685     int cur_bit_depth_luma;
686     int16_t slice_row[MAX_SLICES]; ///< to detect when MAX_SLICES is too low
687
688     int enable_er;
689
690     H264SEIContext sei;
691
692     AVBufferPool *qscale_table_pool;
693     AVBufferPool *mb_type_pool;
694     AVBufferPool *motion_val_pool;
695     AVBufferPool *ref_index_pool;
696     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
697 } H264Context;
698
699 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
700
701 /**
702  * Uninit H264 param sets structure.
703  */
704
705 void ff_h264_ps_uninit(H264ParamSets *ps);
706
707 /**
708  * Decode SPS
709  */
710 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
711                                      H264ParamSets *ps, int ignore_truncation);
712
713 /**
714  * Decode PPS
715  */
716 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
717                                          H264ParamSets *ps, int bit_length);
718
719 /**
720  * Reconstruct bitstream slice_type.
721  */
722 int ff_h264_get_slice_type(const H264SliceContext *sl);
723
724 /**
725  * Allocate tables.
726  * needs width/height
727  */
728 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
729
730 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
731 int ff_h264_build_ref_list(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
732 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
733
734 /**
735  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
736  */
737 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h);
738
739 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
740                                    GetBitContext *gb);
741
742 void ff_h264_hl_decode_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
743 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
744 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
745
746 /**
747  * Decode a macroblock
748  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
749  */
750 int ff_h264_decode_mb_cavlc(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
751
752 /**
753  * Decode a CABAC coded macroblock
754  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
755  */
756 int ff_h264_decode_mb_cabac(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
757
758 void ff_h264_init_cabac_states(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
759
760 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
761 void ff_h264_direct_ref_list_init(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
762 void ff_h264_pred_direct_motion(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl,
763                                 int *mb_type);
764
765 void ff_h264_filter_mb_fast(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
766                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
767                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
768 void ff_h264_filter_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
769                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
770                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
771
772 /*
773  * o-o o-o
774  *  / / /
775  * o-o o-o
776  *  ,---'
777  * o-o o-o
778  *  / / /
779  * o-o o-o
780  */
781
782 /* Scan8 organization:
783  *    0 1 2 3 4 5 6 7
784  * 0  DY    y y y y y
785  * 1        y Y Y Y Y
786  * 2        y Y Y Y Y
787  * 3        y Y Y Y Y
788  * 4        y Y Y Y Y
789  * 5  DU    u u u u u
790  * 6        u U U U U
791  * 7        u U U U U
792  * 8        u U U U U
793  * 9        u U U U U
794  * 10 DV    v v v v v
795  * 11       v V V V V
796  * 12       v V V V V
797  * 13       v V V V V
798  * 14       v V V V V
799  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
800  */
801
802 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
803 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
804
805 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
806 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
807     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
808     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
809     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
810     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
811     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
812     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
813     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
814     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
815     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
816     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
817     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
818     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
819     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
820 };
821
822 static av_always_inline uint32_t pack16to32(unsigned a, unsigned b)
823 {
824 #if HAVE_BIGENDIAN
825     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
826 #else
827     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
828 #endif
829 }
830
831 static av_always_inline uint16_t pack8to16(unsigned a, unsigned b)
832 {
833 #if HAVE_BIGENDIAN
834     return (b & 0xFF) + (a << 8);
835 #else
836     return (a & 0xFF) + (b << 8);
837 #endif
838 }
839
840 /**
841  * Get the chroma qp.
842  */
843 static av_always_inline int get_chroma_qp(const PPS *pps, int t, int qscale)
844 {
845     return pps->chroma_qp_table[t][qscale];
846 }
847
848 /**
849  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
850  */
851 static av_always_inline int pred_intra_mode(const H264Context *h,
852                                             H264SliceContext *sl, int n)
853 {
854     const int index8 = scan8[n];
855     const int left   = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
856     const int top    = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
857     const int min    = FFMIN(left, top);
858
859     ff_tlog(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
860
861     if (min < 0)
862         return DC_PRED;
863     else
864         return min;
865 }
866
867 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(const H264Context *h,
868                                                         H264SliceContext *sl)
869 {
870     int8_t *i4x4       = sl->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[sl->mb_xy];
871     int8_t *i4x4_cache = sl->intra4x4_pred_mode_cache;
872
873     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
874     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
875     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
876     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
877 }
878
879 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(const H264Context *h,
880                                                        H264SliceContext *sl)
881 {
882     const int mb_xy    = sl->mb_xy;
883     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
884     uint8_t *nnz_cache = sl->non_zero_count_cache;
885
886     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
887     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
888     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
889     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
890     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
891     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
892     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
893     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
894
895     if (!h->chroma_y_shift) {
896         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
897         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
898         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
899         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
900     }
901 }
902
903 static av_always_inline void write_back_motion_list(const H264Context *h,
904                                                     H264SliceContext *sl,
905                                                     int b_stride,
906                                                     int b_xy, int b8_xy,
907                                                     int mb_type, int list)
908 {
909     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
910     int16_t(*mv_src)[2] = &sl->mv_cache[list][scan8[0]];
911     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
912     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
913     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
914     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
915     if (CABAC(h)) {
916         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &sl->mvd_table[list][FMO ? 8 * sl->mb_xy
917                                                         : h->mb2br_xy[sl->mb_xy]];
918         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &sl->mvd_cache[list][scan8[0]];
919         if (IS_SKIP(mb_type)) {
920             AV_ZERO128(mvd_dst);
921         } else {
922             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
923             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
924             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
925             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
926         }
927     }
928
929     {
930         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
931         int8_t *ref_cache = sl->ref_cache[list];
932         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
933         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
934         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
935         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
936     }
937 }
938
939 static av_always_inline void write_back_motion(const H264Context *h,
940                                                H264SliceContext *sl,
941                                                int mb_type)
942 {
943     const int b_stride      = h->b_stride;
944     const int b_xy  = 4 * sl->mb_x + 4 * sl->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
945     const int b8_xy = 4 * sl->mb_xy;
946
947     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
948         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
949     } else {
950         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
951                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
952     }
953     if (USES_LIST(mb_type, 1))
954         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
955
956     if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
957         if (IS_8X8(mb_type)) {
958             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * sl->mb_xy];
959             direct_table[1] = sl->sub_mb_type[1] >> 1;
960             direct_table[2] = sl->sub_mb_type[2] >> 1;
961             direct_table[3] = sl->sub_mb_type[3] >> 1;
962         }
963     }
964 }
965
966 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(const H264Context *h, H264SliceContext *sl)
967 {
968     if (h->ps.sps->direct_8x8_inference_flag)
969         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
970                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
971                   0x0001000100010001ULL));
972     else
973         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
974                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
975                   0x0001000100010001ULL));
976 }
977
978 static inline int find_start_code(const uint8_t *buf, int buf_size,
979                            int buf_index, int next_avc)
980 {
981     uint32_t state = -1;
982
983     buf_index = avpriv_find_start_code(buf + buf_index, buf + next_avc + 1, &state) - buf - 1;
984
985     return FFMIN(buf_index, buf_size);
986 }
987
988 int ff_h264_field_end(H264Context *h, H264SliceContext *sl, int in_setup);
989
990 int ff_h264_ref_picture(H264Context *h, H264Picture *dst, H264Picture *src);
991 void ff_h264_unref_picture(H264Context *h, H264Picture *pic);
992
993 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
994
995 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int y, int height);
996
997 int ff_h264_decode_slice_header(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
998                                 const H2645NAL *nal);
999 #define SLICE_SINGLETHREAD 1
1000 #define SLICE_SKIPED 2
1001
1002 int ff_h264_execute_decode_slices(H264Context *h, unsigned context_count);
1003 int ff_h264_update_thread_context(AVCodecContext *dst,
1004                                   const AVCodecContext *src);
1005
1006 void ff_h264_flush_change(H264Context *h);
1007
1008 void ff_h264_free_tables(H264Context *h);
1009
1010 void ff_h264_set_erpic(ERPicture *dst, H264Picture *src);
1011
1012 #endif /* AVCODEC_H264_H */