mpegvideo: move mpegvideo formats-related defines to mpegutils.h
[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 / 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 "cabac.h"
33 #include "dsputil.h"
34 #include "error_resilience.h"
35 #include "get_bits.h"
36 #include "mpegvideo.h"
37 #include "h264chroma.h"
38 #include "h264dsp.h"
39 #include "h264pred.h"
40 #include "h264qpel.h"
41 #include "mpegutils.h"
42 #include "rectangle.h"
43
44 #define H264_MAX_PICTURE_COUNT 32
45 #define H264_MAX_THREADS       16
46
47 #define MAX_SPS_COUNT          32
48 #define MAX_PPS_COUNT         256
49
50 #define MAX_MMCO_COUNT         66
51
52 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
53
54 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
55  * of progressive decoding by about 2%. */
56 #define ALLOW_INTERLACE
57
58 #define FMO 0
59
60 /**
61  * The maximum number of slices supported by the decoder.
62  * must be a power of 2
63  */
64 #define MAX_SLICES 16
65
66 #ifdef ALLOW_INTERLACE
67 #define MB_MBAFF(h)    h->mb_mbaff
68 #define MB_FIELD(h)    h->mb_field_decoding_flag
69 #define FRAME_MBAFF(h) h->mb_aff_frame
70 #define FIELD_PICTURE(h) (h->picture_structure != PICT_FRAME)
71 #define LEFT_MBS 2
72 #define LTOP     0
73 #define LBOT     1
74 #define LEFT(i)  (i)
75 #else
76 #define MB_MBAFF(h)      0
77 #define MB_FIELD(h)      0
78 #define FRAME_MBAFF(h)   0
79 #define FIELD_PICTURE(h) 0
80 #undef  IS_INTERLACED
81 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
82 #define LEFT_MBS 1
83 #define LTOP     0
84 #define LBOT     0
85 #define LEFT(i)  0
86 #endif
87 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
88
89 #ifndef CABAC
90 #define CABAC(h) h->pps.cabac
91 #endif
92
93 #define CHROMA422(h) (h->sps.chroma_format_idc == 2)
94 #define CHROMA444(h) (h->sps.chroma_format_idc == 3)
95
96 #define EXTENDED_SAR       255
97
98 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
99 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
100 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
101 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
102
103 #define QP_MAX_NUM (51 + 2 * 6)           // The maximum supported qp
104
105 /* NAL unit types */
106 enum {
107     NAL_SLICE           = 1,
108     NAL_DPA             = 2,
109     NAL_DPB             = 3,
110     NAL_DPC             = 4,
111     NAL_IDR_SLICE       = 5,
112     NAL_SEI             = 6,
113     NAL_SPS             = 7,
114     NAL_PPS             = 8,
115     NAL_AUD             = 9,
116     NAL_END_SEQUENCE    = 10,
117     NAL_END_STREAM      = 11,
118     NAL_FILLER_DATA     = 12,
119     NAL_SPS_EXT         = 13,
120     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
121     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
122 };
123
124 /**
125  * SEI message types
126  */
127 typedef enum {
128     SEI_TYPE_BUFFERING_PERIOD       = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
129     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
130     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
131     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6,   ///< recovery point (frame # to decoder sync)
132     SEI_TYPE_FRAME_PACKING          = 45,  ///< frame packing arrangement
133 } SEI_Type;
134
135 /**
136  * pic_struct in picture timing SEI message
137  */
138 typedef enum {
139     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
140     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
141     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
142     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
143     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
144     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
145     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
146     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
147     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
148 } SEI_PicStructType;
149
150 /**
151  * Sequence parameter set
152  */
153 typedef struct SPS {
154     unsigned int sps_id;
155     int profile_idc;
156     int level_idc;
157     int chroma_format_idc;
158     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
159     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
160     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
161     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
162     int delta_pic_order_always_zero_flag;
163     int offset_for_non_ref_pic;
164     int offset_for_top_to_bottom_field;
165     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
166     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
167     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
168     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
169     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
170     int frame_mbs_only_flag;
171     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
172     int direct_8x8_inference_flag;
173     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
174
175     /* those 4 are already in luma samples */
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     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
211 } SPS;
212
213 /**
214  * Picture parameter set
215  */
216 typedef struct PPS {
217     unsigned int sps_id;
218     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
219     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
220     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
221     int mb_slice_group_map_type;
222     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
223     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
224     int weighted_bipred_idc;
225     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
226     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
227     int chroma_qp_index_offset[2];
228     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
229     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
230     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
231     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
232     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
233     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
234     uint8_t chroma_qp_table[2][64]; ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
235     int chroma_qp_diff;
236 } PPS;
237
238 /**
239  * Memory management control operation opcode.
240  */
241 typedef enum MMCOOpcode {
242     MMCO_END = 0,
243     MMCO_SHORT2UNUSED,
244     MMCO_LONG2UNUSED,
245     MMCO_SHORT2LONG,
246     MMCO_SET_MAX_LONG,
247     MMCO_RESET,
248     MMCO_LONG,
249 } MMCOOpcode;
250
251 /**
252  * Memory management control operation.
253  */
254 typedef struct MMCO {
255     MMCOOpcode opcode;
256     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
257     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
258 } MMCO;
259
260 typedef struct H264Picture {
261     struct AVFrame f;
262     ThreadFrame tf;
263
264     AVBufferRef *qscale_table_buf;
265     int8_t *qscale_table;
266
267     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
268     int16_t (*motion_val[2])[2];
269
270     AVBufferRef *mb_type_buf;
271     uint32_t *mb_type;
272
273     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
274     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
275
276     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
277     int8_t *ref_index[2];
278
279     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
280     int poc;                ///< frame POC
281     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
282     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
283                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
284     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
285                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
286     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
287     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
288     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
289     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
290     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
291
292     int needs_realloc;      ///< picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
293     int reference;
294     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
295 } H264Picture;
296
297 /**
298  * H264Context
299  */
300 typedef struct H264Context {
301     AVCodecContext *avctx;
302     DSPContext       dsp;
303     VideoDSPContext vdsp;
304     H264DSPContext h264dsp;
305     H264ChromaContext h264chroma;
306     H264QpelContext h264qpel;
307     ParseContext parse_context;
308     GetBitContext gb;
309     ERContext er;
310
311     H264Picture *DPB;
312     H264Picture *cur_pic_ptr;
313     H264Picture cur_pic;
314
315     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
316     int chroma_qp[2];   // QPc
317
318     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
319
320     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
321     int width, height;
322     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
323     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
324
325     int qscale;
326     int droppable;
327     int data_partitioning;
328     int coded_picture_number;
329     int low_delay;
330
331     int context_initialized;
332     int flags;
333     int workaround_bugs;
334
335     int prev_mb_skipped;
336     int next_mb_skipped;
337
338     // prediction stuff
339     int chroma_pred_mode;
340     int intra16x16_pred_mode;
341
342     int topleft_mb_xy;
343     int top_mb_xy;
344     int topright_mb_xy;
345     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
346
347     int topleft_type;
348     int top_type;
349     int topright_type;
350     int left_type[LEFT_MBS];
351
352     const uint8_t *left_block;
353     int topleft_partition;
354
355     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
356     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
357     H264PredContext hpc;
358     unsigned int topleft_samples_available;
359     unsigned int top_samples_available;
360     unsigned int topright_samples_available;
361     unsigned int left_samples_available;
362     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
363
364     /**
365      * non zero coeff count cache.
366      * is 64 if not available.
367      */
368     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
369
370     uint8_t (*non_zero_count)[48];
371
372     /**
373      * Motion vector cache.
374      */
375     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
376     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
377 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
378 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
379
380     /**
381      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
382      */
383     int neighbor_transform_size;
384
385     /**
386      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
387      * block_offset[24..47] for field macroblocks
388      */
389     int block_offset[2 * (16 * 3)];
390
391     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
392     uint32_t *mb2br_xy;
393     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
394
395     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
396     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
397
398     SPS sps; ///< current sps
399     PPS pps; ///< current pps
400
401     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
402     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
403     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
404     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
405
406     int slice_num;
407     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
408     int slice_type;
409     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
410     int slice_type_fixed;
411
412     // interlacing specific flags
413     int mb_aff_frame;
414     int mb_field_decoding_flag;
415     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
416     int picture_structure;
417     int first_field;
418
419     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
420
421     // Weighted pred stuff
422     int use_weight;
423     int use_weight_chroma;
424     int luma_log2_weight_denom;
425     int chroma_log2_weight_denom;
426     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
427     int luma_weight[48][2][2];
428     int chroma_weight[48][2][2][2];
429     int implicit_weight[48][48][2];
430
431     int direct_spatial_mv_pred;
432     int col_parity;
433     int col_fieldoff;
434     int dist_scale_factor[32];
435     int dist_scale_factor_field[2][32];
436     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
437     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
438
439     /**
440      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
441      */
442     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
443     unsigned int list_count;
444     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
445     H264Picture ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
446                                          *   Reordered version of default_ref_list
447                                          *   according to picture reordering in slice header */
448     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
449
450     // data partitioning
451     GetBitContext intra_gb;
452     GetBitContext inter_gb;
453     GetBitContext *intra_gb_ptr;
454     GetBitContext *inter_gb_ptr;
455
456     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
457     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2]; ///< as a dct coeffecient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
458     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
459     int16_t 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
460
461     /**
462      * Cabac
463      */
464     CABACContext cabac;
465     uint8_t cabac_state[1024];
466
467     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
468     uint16_t *cbp_table;
469     int cbp;
470     int top_cbp;
471     int left_cbp;
472     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
473     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
474     int last_qscale_diff;
475     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
476     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
477     uint8_t *direct_table;
478     uint8_t direct_cache[5 * 8];
479
480     uint8_t zigzag_scan[16];
481     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
482     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
483     uint8_t field_scan[16];
484     uint8_t field_scan8x8[64];
485     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
486     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
487     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
488     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
489     const uint8_t *field_scan_q0;
490     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
491     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
492
493     int x264_build;
494
495     int mb_x, mb_y;
496     int resync_mb_x;
497     int resync_mb_y;
498     int mb_skip_run;
499     int mb_height, mb_width;
500     int mb_stride;
501     int mb_num;
502     int mb_xy;
503
504     int is_complex;
505
506     // deblock
507     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
508     int slice_alpha_c0_offset;
509     int slice_beta_offset;
510
511     // =============================================================
512     // Things below are not used in the MB or more inner code
513
514     int nal_ref_idc;
515     int nal_unit_type;
516     uint8_t *rbsp_buffer[2];
517     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
518
519     /**
520      * Used to parse AVC variant of h264
521      */
522     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
523     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
524     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
525
526     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
527     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
528
529     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
530     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
531
532     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
533
534     uint16_t *slice_table_base;
535
536     // POC stuff
537     int poc_lsb;
538     int poc_msb;
539     int delta_poc_bottom;
540     int delta_poc[2];
541     int frame_num;
542     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
543     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
544     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
545     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
546     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
547
548     /**
549      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
550      */
551     int curr_pic_num;
552
553     /**
554      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
555      */
556     int max_pic_num;
557
558     int redundant_pic_count;
559
560     H264Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
561     H264Picture *short_ref[32];
562     H264Picture *long_ref[32];
563     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
564     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
565     H264Picture *next_output_pic;
566     int outputed_poc;
567     int next_outputed_poc;
568
569     /**
570      * memory management control operations buffer.
571      */
572     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
573     int mmco_index;
574     int mmco_reset;
575
576     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
577     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
578
579     int cabac_init_idc;
580
581     /**
582      * @name Members for slice based multithreading
583      * @{
584      */
585     struct H264Context *thread_context[H264_MAX_THREADS];
586
587     /**
588      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
589      */
590     int current_slice;
591
592     /**
593      * Max number of threads / contexts.
594      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
595      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
596      * reduced to 1.
597      */
598     int max_contexts;
599
600     int slice_context_count;
601
602     /**
603      *  1 if the single thread fallback warning has already been
604      *  displayed, 0 otherwise.
605      */
606     int single_decode_warning;
607
608     enum AVPictureType pict_type;
609
610     int last_slice_type;
611     /** @} */
612
613     /**
614      * pic_struct in picture timing SEI message
615      */
616     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
617
618     /**
619      * Complement sei_pic_struct
620      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
621      * However, soft telecined frames may have these values.
622      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
623      */
624     int prev_interlaced_frame;
625
626     /**
627      * frame_packing_arrangment SEI message
628      */
629     int sei_frame_packing_present;
630     int frame_packing_arrangement_type;
631     int content_interpretation_type;
632     int quincunx_subsampling;
633
634     /**
635      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
636      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
637      * interlaced).
638      */
639     int sei_ct_type;
640
641     /**
642      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
643      */
644     int sei_dpb_output_delay;
645
646     /**
647      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
648      */
649     int sei_cpb_removal_delay;
650
651     /**
652      * recovery_frame_cnt from SEI message
653      *
654      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
655      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
656      * frames.
657      */
658     int sei_recovery_frame_cnt;
659
660     /**
661      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
662      * be fully constructed.
663      *
664      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
665      */
666     int recovery_frame;
667
668 /**
669  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
670  * decodable.
671  */
672 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
673 /**
674  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
675  * so all the following frames in presentation order are correct.
676  */
677 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
678
679     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
680
681     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
682     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
683
684     // Timestamp stuff
685     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
686     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
687
688     int cur_chroma_format_idc;
689     uint8_t *bipred_scratchpad;
690     uint8_t *edge_emu_buffer;
691     int16_t *dc_val_base;
692
693     AVBufferPool *qscale_table_pool;
694     AVBufferPool *mb_type_pool;
695     AVBufferPool *motion_val_pool;
696     AVBufferPool *ref_index_pool;
697
698     /* Motion Estimation */
699     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
700     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
701 } H264Context;
702
703 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[3][QP_MAX_NUM + 1]; ///< One chroma qp table for each supported bit depth (8, 9, 10).
704 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
705
706 /**
707  * Decode SEI
708  */
709 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
710
711 /**
712  * Decode SPS
713  */
714 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
715
716 /**
717  * compute profile from sps
718  */
719 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
720
721 /**
722  * Decode PPS
723  */
724 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
725
726 /**
727  * Decode a network abstraction layer unit.
728  * @param consumed is the number of bytes used as input
729  * @param length is the length of the array
730  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
731  *                   or a decode rbsp tailing?
732  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
733  */
734 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
735                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
736
737 /**
738  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
739  * like SPS, PPS etc.
740  */
741 void ff_h264_free_context(H264Context *h);
742
743 /**
744  * Reconstruct bitstream slice_type.
745  */
746 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
747
748 /**
749  * Allocate tables.
750  * needs width/height
751  */
752 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
753
754 /**
755  * Fill the default_ref_list.
756  */
757 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
758
759 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
760 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
761 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
762
763 /**
764  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
765  */
766 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
767
768 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
769                                    int first_slice);
770
771 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
772
773 /**
774  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
775  * dc mode so it only uses the available blocks.
776  */
777 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
778
779 /**
780  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
781  * dc mode so it only uses the available blocks.
782  */
783 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
784
785 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
786 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
787 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
788 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
789
790 /**
791  * Decode a macroblock
792  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
793  */
794 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
795
796 /**
797  * Decode a CABAC coded macroblock
798  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
799  */
800 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
801
802 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
803
804 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
805 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
806 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
807
808 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
809                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
810                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
811 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
812                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
813                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
814
815 /**
816  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
817  *
818  * @param h H.264 context.
819  */
820 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
821
822 /*
823  * o-o o-o
824  *  / / /
825  * o-o o-o
826  *  ,---'
827  * o-o o-o
828  *  / / /
829  * o-o o-o
830  */
831
832 /* Scan8 organization:
833  *    0 1 2 3 4 5 6 7
834  * 0  DY    y y y y y
835  * 1        y Y Y Y Y
836  * 2        y Y Y Y Y
837  * 3        y Y Y Y Y
838  * 4        y Y Y Y Y
839  * 5  DU    u u u u u
840  * 6        u U U U U
841  * 7        u U U U U
842  * 8        u U U U U
843  * 9        u U U U U
844  * 10 DV    v v v v v
845  * 11       v V V V V
846  * 12       v V V V V
847  * 13       v V V V V
848  * 14       v V V V V
849  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
850  */
851
852 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
853 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
854
855 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
856 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
857     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
858     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
859     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
860     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
861     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
862     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
863     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
864     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
865     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
866     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
867     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
868     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
869     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
870 };
871
872 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
873 {
874 #if HAVE_BIGENDIAN
875     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
876 #else
877     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
878 #endif
879 }
880
881 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
882 {
883 #if HAVE_BIGENDIAN
884     return (b & 0xFF) + (a << 8);
885 #else
886     return (a & 0xFF) + (b << 8);
887 #endif
888 }
889
890 /**
891  * Get the chroma qp.
892  */
893 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
894 {
895     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
896 }
897
898 /**
899  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
900  */
901 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
902 {
903     const int index8 = scan8[n];
904     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
905     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
906     const int min    = FFMIN(left, top);
907
908     tprintf(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
909
910     if (min < 0)
911         return DC_PRED;
912     else
913         return min;
914 }
915
916 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
917 {
918     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
919     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
920
921     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
922     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
923     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
924     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
925 }
926
927 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
928 {
929     const int mb_xy    = h->mb_xy;
930     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
931     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
932
933     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
934     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
935     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
936     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
937     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
938     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
939     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
940     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
941
942     if (!h->chroma_y_shift) {
943         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
944         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
945         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
946         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
947     }
948 }
949
950 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
951                                                     int b_stride,
952                                                     int b_xy, int b8_xy,
953                                                     int mb_type, int list)
954 {
955     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
956     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
957     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
958     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
959     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
960     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
961     if (CABAC(h)) {
962         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
963                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
964         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
965         if (IS_SKIP(mb_type)) {
966             AV_ZERO128(mvd_dst);
967         } else {
968             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
969             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
970             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
971             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
972         }
973     }
974
975     {
976         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
977         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
978         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
979         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
980         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
981         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
982     }
983 }
984
985 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
986 {
987     const int b_stride      = h->b_stride;
988     const int b_xy  = 4 * h->mb_x + 4 * h->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
989     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
990
991     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
992         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
993     } else {
994         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
995                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
996     }
997     if (USES_LIST(mb_type, 1))
998         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
999
1000     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
1001         if (IS_8X8(mb_type)) {
1002             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
1003             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
1004             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
1005             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
1006         }
1007     }
1008 }
1009
1010 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
1011 {
1012     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
1013         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
1014                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
1015                   0x0001000100010001ULL));
1016     else
1017         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
1018                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
1019                   0x0001000100010001ULL));
1020 }
1021
1022 void ff_h264_draw_horiz_band(H264Context *h, int y, int height);
1023 int ff_init_poc(H264Context *h, int pic_field_poc[2], int *pic_poc);
1024 int ff_pred_weight_table(H264Context *h);
1025 int ff_set_ref_count(H264Context *h);
1026
1027 #endif /* AVCODEC_H264_H */