Fix implicit weight for b frames in mbaff.
[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 libavcodec/h264.h
24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_H264_H
29 #define AVCODEC_H264_H
30
31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "cabac.h"
34 #include "mpegvideo.h"
35 #include "h264dsp.h"
36 #include "h264pred.h"
37 #include "rectangle.h"
38
39 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
40 #define mb_intra mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
41
42 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   25
43 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 26
44
45 #define CHROMA_DC_COEFF_TOKEN_VLC_BITS 8
46 #define COEFF_TOKEN_VLC_BITS           8
47 #define TOTAL_ZEROS_VLC_BITS           9
48 #define CHROMA_DC_TOTAL_ZEROS_VLC_BITS 3
49 #define RUN_VLC_BITS                   3
50 #define RUN7_VLC_BITS                  6
51
52 #define MAX_SPS_COUNT 32
53 #define MAX_PPS_COUNT 256
54
55 #define MAX_MMCO_COUNT 66
56
57 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT 16
58
59 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
60  * of progressive decoding by about 2%. */
61 #define ALLOW_INTERLACE
62
63 #define ALLOW_NOCHROMA
64
65 #define FMO 0
66
67 /**
68  * The maximum number of slices supported by the decoder.
69  * must be a power of 2
70  */
71 #define MAX_SLICES 16
72
73 #ifdef ALLOW_INTERLACE
74 #define MB_MBAFF h->mb_mbaff
75 #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
76 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
77 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
78 #else
79 #define MB_MBAFF 0
80 #define MB_FIELD 0
81 #define FRAME_MBAFF 0
82 #define FIELD_PICTURE 0
83 #undef  IS_INTERLACED
84 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
85 #endif
86 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
87
88 #ifdef ALLOW_NOCHROMA
89 #define CHROMA h->sps.chroma_format_idc
90 #else
91 #define CHROMA 1
92 #endif
93
94 #ifndef CABAC
95 #define CABAC h->pps.cabac
96 #endif
97
98 #define EXTENDED_SAR          255
99
100 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED //dirty but it fits in 16 bit
101 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
102 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
103 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
104
105 /**
106  * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
107  * is held for delayed output.
108  */
109 #define DELAYED_PIC_REF 4
110
111
112 /* NAL unit types */
113 enum {
114     NAL_SLICE=1,
115     NAL_DPA,
116     NAL_DPB,
117     NAL_DPC,
118     NAL_IDR_SLICE,
119     NAL_SEI,
120     NAL_SPS,
121     NAL_PPS,
122     NAL_AUD,
123     NAL_END_SEQUENCE,
124     NAL_END_STREAM,
125     NAL_FILLER_DATA,
126     NAL_SPS_EXT,
127     NAL_AUXILIARY_SLICE=19
128 };
129
130 /**
131  * SEI message types
132  */
133 typedef enum {
134     SEI_BUFFERING_PERIOD             =  0, ///< buffering period (H.264, D.1.1)
135     SEI_TYPE_PIC_TIMING              =  1, ///< picture timing
136     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED  =  5, ///< unregistered user data
137     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT          =  6  ///< recovery point (frame # to decoder sync)
138 } SEI_Type;
139
140 /**
141  * pic_struct in picture timing SEI message
142  */
143 typedef enum {
144     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
145     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
146     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
147     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
148     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
149     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
150     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
151     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
152     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
153 } SEI_PicStructType;
154
155 /**
156  * Sequence parameter set
157  */
158 typedef struct SPS{
159
160     int profile_idc;
161     int level_idc;
162     int chroma_format_idc;
163     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
164     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
165     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
166     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
167     int delta_pic_order_always_zero_flag;
168     int offset_for_non_ref_pic;
169     int offset_for_top_to_bottom_field;
170     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
171     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
172     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
173     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
174     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
175     int frame_mbs_only_flag;
176     int mb_aff;                        ///<mb_adaptive_frame_field_flag
177     int direct_8x8_inference_flag;
178     int crop;                   ///< frame_cropping_flag
179     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
180     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
181     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
182     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
183     int vui_parameters_present_flag;
184     AVRational sar;
185     int video_signal_type_present_flag;
186     int full_range;
187     int colour_description_present_flag;
188     enum AVColorPrimaries color_primaries;
189     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
190     enum AVColorSpace colorspace;
191     int timing_info_present_flag;
192     uint32_t num_units_in_tick;
193     uint32_t time_scale;
194     int fixed_frame_rate_flag;
195     short offset_for_ref_frame[256]; //FIXME dyn aloc?
196     int bitstream_restriction_flag;
197     int num_reorder_frames;
198     int scaling_matrix_present;
199     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
200     uint8_t scaling_matrix8[2][64];
201     int nal_hrd_parameters_present_flag;
202     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
203     int pic_struct_present_flag;
204     int time_offset_length;
205     int cpb_cnt;                       ///< See H.264 E.1.2
206     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 +1
207     int cpb_removal_delay_length;      ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
208     int dpb_output_delay_length;       ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
209     int bit_depth_luma;                ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
210     int bit_depth_chroma;              ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
211     int residual_color_transform_flag; ///< residual_colour_transform_flag
212 }SPS;
213
214 /**
215  * Picture parameter set
216  */
217 typedef struct PPS{
218     unsigned int sps_id;
219     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
220     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
221     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
222     int mb_slice_group_map_type;
223     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
224     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
225     int weighted_bipred_idc;
226     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
227     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
228     int chroma_qp_index_offset[2];
229     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
230     int constrained_intra_pred; ///< constrained_intra_pred_flag
231     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
232     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
233     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
234     uint8_t scaling_matrix8[2][64];
235     uint8_t chroma_qp_table[2][64];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
236     int chroma_qp_diff;
237 }PPS;
238
239 /**
240  * Memory management control operation opcode.
241  */
242 typedef enum MMCOOpcode{
243     MMCO_END=0,
244     MMCO_SHORT2UNUSED,
245     MMCO_LONG2UNUSED,
246     MMCO_SHORT2LONG,
247     MMCO_SET_MAX_LONG,
248     MMCO_RESET,
249     MMCO_LONG,
250 } MMCOOpcode;
251
252 /**
253  * Memory management control operation.
254  */
255 typedef struct MMCO{
256     MMCOOpcode opcode;
257     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
258     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
259 } MMCO;
260
261 /**
262  * H264Context
263  */
264 typedef struct H264Context{
265     MpegEncContext s;
266     H264DSPContext h264dsp;
267     int chroma_qp[2]; //QPc
268
269     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
270
271     int prev_mb_skipped;
272     int next_mb_skipped;
273
274     //prediction stuff
275     int chroma_pred_mode;
276     int intra16x16_pred_mode;
277
278     int topleft_mb_xy;
279     int top_mb_xy;
280     int topright_mb_xy;
281     int left_mb_xy[2];
282
283     int topleft_type;
284     int top_type;
285     int topright_type;
286     int left_type[2];
287
288     const uint8_t * left_block;
289     int topleft_partition;
290
291     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
292     int8_t (*intra4x4_pred_mode);
293     H264PredContext hpc;
294     unsigned int topleft_samples_available;
295     unsigned int top_samples_available;
296     unsigned int topright_samples_available;
297     unsigned int left_samples_available;
298     uint8_t (*top_borders[2])[16+2*8];
299
300     /**
301      * non zero coeff count cache.
302      * is 64 if not available.
303      */
304     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[6*8];
305
306     /*
307     .UU.YYYY
308     .UU.YYYY
309     .vv.YYYY
310     .VV.YYYY
311     */
312     uint8_t (*non_zero_count)[32];
313
314     /**
315      * Motion vector cache.
316      */
317     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5*8][2];
318     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5*8];
319 #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
320 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
321
322     /**
323      * is 1 if the specific list MV&references are set to 0,0,-2.
324      */
325     int mv_cache_clean[2];
326
327     /**
328      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
329      */
330     int neighbor_transform_size;
331
332     /**
333      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
334      * block_offset[24..47] for field macroblocks
335      */
336     int block_offset[2*(16+8)];
337
338     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
339     uint32_t *mb2br_xy;
340     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
341
342     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
343     int mb_uvlinesize;
344
345     int emu_edge_width;
346     int emu_edge_height;
347
348     SPS sps; ///< current sps
349
350     /**
351      * current pps
352      */
353     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
354
355     uint32_t dequant4_buffer[6][52][16]; //FIXME should these be moved down?
356     uint32_t dequant8_buffer[2][52][64];
357     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
358     uint32_t (*dequant8_coeff[2])[64];
359
360     int slice_num;
361     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
362     int slice_type;
363     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
364     int slice_type_fixed;
365
366     //interlacing specific flags
367     int mb_aff_frame;
368     int mb_field_decoding_flag;
369     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
370
371     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
372
373     //Weighted pred stuff
374     int use_weight;
375     int use_weight_chroma;
376     int luma_log2_weight_denom;
377     int chroma_log2_weight_denom;
378     //The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
379     int luma_weight[48][2][2];
380     int chroma_weight[48][2][2][2];
381     int implicit_weight[48][48][2];
382
383     int direct_spatial_mv_pred;
384     int col_parity;
385     int col_fieldoff;
386     int dist_scale_factor[16];
387     int dist_scale_factor_field[2][32];
388     int map_col_to_list0[2][16+32];
389     int map_col_to_list0_field[2][2][16+32];
390
391     /**
392      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
393      */
394     unsigned int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
395     unsigned int list_count;
396     uint8_t *list_counts;            ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
397     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
398                                           Reordered version of default_ref_list
399                                           according to picture reordering in slice header */
400     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
401
402     //data partitioning
403     GetBitContext intra_gb;
404     GetBitContext inter_gb;
405     GetBitContext *intra_gb_ptr;
406     GetBitContext *inter_gb_ptr;
407
408     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb)[16*24];
409     DCTELEM mb_padding[256];        ///< 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
410
411     /**
412      * Cabac
413      */
414     CABACContext cabac;
415     uint8_t      cabac_state[460];
416
417     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
418     uint16_t     *cbp_table;
419     int cbp;
420     int top_cbp;
421     int left_cbp;
422     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
423     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
424     int         last_qscale_diff;
425     uint8_t     (*mvd_table[2])[2];
426     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5*8][2];
427     uint8_t     *direct_table;
428     uint8_t     direct_cache[5*8];
429
430     uint8_t zigzag_scan[16];
431     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
432     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
433     uint8_t field_scan[16];
434     uint8_t field_scan8x8[64];
435     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
436     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
437     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
438     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
439     const uint8_t *field_scan_q0;
440     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
441     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
442
443     int x264_build;
444
445     int mb_xy;
446
447     int is_complex;
448
449     //deblock
450     int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
451     int slice_alpha_c0_offset;
452     int slice_beta_offset;
453
454 //=============================================================
455     //Things below are not used in the MB or more inner code
456
457     int nal_ref_idc;
458     int nal_unit_type;
459     uint8_t *rbsp_buffer[2];
460     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
461
462     /**
463      * Used to parse AVC variant of h264
464      */
465     int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
466     int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
467
468     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
469     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
470
471     int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
472
473     uint16_t *slice_table_base;
474
475
476     //POC stuff
477     int poc_lsb;
478     int poc_msb;
479     int delta_poc_bottom;
480     int delta_poc[2];
481     int frame_num;
482     int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
483     int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
484     int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
485     int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
486     int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
487
488     /**
489      * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
490      */
491     int curr_pic_num;
492
493     /**
494      * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
495      */
496     int max_pic_num;
497
498     int redundant_pic_count;
499
500     Picture *short_ref[32];
501     Picture *long_ref[32];
502     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
503     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
504     int outputed_poc;
505
506     /**
507      * memory management control operations buffer.
508      */
509     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
510     int mmco_index;
511
512     int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
513     int short_ref_count; ///< number of actual short term references
514
515     int          cabac_init_idc;
516
517     /**
518      * @defgroup multithreading Members for slice based multithreading
519      * @{
520      */
521     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
522
523     /**
524      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
525      */
526     int current_slice;
527
528     /**
529      * Max number of threads / contexts.
530      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
531      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
532      * reduced to 1.
533      */
534     int max_contexts;
535
536     /**
537      *  1 if the single thread fallback warning has already been
538      *  displayed, 0 otherwise.
539      */
540     int single_decode_warning;
541
542     int last_slice_type;
543     /** @} */
544
545     /**
546      * pic_struct in picture timing SEI message
547      */
548     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
549
550     /**
551      * Complement sei_pic_struct
552      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
553      * However, soft telecined frames may have these values.
554      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
555      */
556     int prev_interlaced_frame;
557
558     /**
559      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
560      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
561      * interlaced).
562      */
563     int sei_ct_type;
564
565     /**
566      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
567      */
568     int sei_dpb_output_delay;
569
570     /**
571      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
572      */
573     int sei_cpb_removal_delay;
574
575     /**
576      * recovery_frame_cnt from SEI message
577      *
578      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
579      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
580      * frames.
581      */
582     int sei_recovery_frame_cnt;
583
584     int luma_weight_flag[2];   ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
585     int chroma_weight_flag[2]; ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
586
587     // Timestamp stuff
588     int sei_buffering_period_present;  ///< Buffering period SEI flag
589     int initial_cpb_removal_delay[32]; ///< Initial timestamps for CPBs
590
591     //SVQ3 specific fields
592     int halfpel_flag;
593     int thirdpel_flag;
594     int unknown_svq3_flag;
595     int next_slice_index;
596     uint32_t svq3_watermark_key;
597 }H264Context;
598
599
600 extern const uint8_t ff_h264_chroma_qp[52];
601
602 void ff_svq3_luma_dc_dequant_idct_c(DCTELEM *block, int qp);
603
604 void ff_svq3_add_idct_c(uint8_t *dst, DCTELEM *block, int stride, int qp, int dc);
605
606 /**
607  * Decode SEI
608  */
609 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
610
611 /**
612  * Decode SPS
613  */
614 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
615
616 /**
617  * Decode PPS
618  */
619 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
620
621 /**
622  * Decodes a network abstraction layer unit.
623  * @param consumed is the number of bytes used as input
624  * @param length is the length of the array
625  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here or a decode rbsp tailing?
626  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
627  */
628 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src, int *dst_length, int *consumed, int length);
629
630 /**
631  * identifies the exact end of the bitstream
632  * @return the length of the trailing, or 0 if damaged
633  */
634 int ff_h264_decode_rbsp_trailing(H264Context *h, const uint8_t *src);
635
636 /**
637  * frees any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
638  */
639 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
640
641 /**
642  * reconstructs bitstream slice_type.
643  */
644 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
645
646 /**
647  * allocates tables.
648  * needs width/height
649  */
650 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
651
652 /**
653  * fills the default_ref_list.
654  */
655 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
656
657 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
658 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
659 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
660
661 /**
662  * Executes the reference picture marking (memory management control operations).
663  */
664 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
665
666 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb);
667
668
669 /**
670  * checks if the top & left blocks are available if needed & changes the dc mode so it only uses the available blocks.
671  */
672 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
673
674 /**
675  * checks if the top & left blocks are available if needed & changes the dc mode so it only uses the available blocks.
676  */
677 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode);
678
679 void ff_h264_write_back_intra_pred_mode(H264Context *h);
680 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
681 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
682 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
683 av_cold int ff_h264_decode_end(AVCodecContext *avctx);
684 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
685
686 /**
687  * decodes a macroblock
688  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
689  */
690 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
691
692 /**
693  * decodes a CABAC coded macroblock
694  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
695  */
696 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
697
698 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
699
700 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context * const h);
701 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context * const h);
702 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context * const h, int *mb_type);
703
704 void ff_h264_filter_mb_fast( H264Context *h, int mb_x, int mb_y, uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr, unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
705 void ff_h264_filter_mb( H264Context *h, int mb_x, int mb_y, uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr, unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
706
707 /**
708  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
709  *
710  * @param h H.264 context.
711  */
712 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
713
714
715 /*
716 o-o o-o
717  / / /
718 o-o o-o
719  ,---'
720 o-o o-o
721  / / /
722 o-o o-o
723 */
724 //This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
725 static const uint8_t scan8[16 + 2*4]={
726  4+1*8, 5+1*8, 4+2*8, 5+2*8,
727  6+1*8, 7+1*8, 6+2*8, 7+2*8,
728  4+3*8, 5+3*8, 4+4*8, 5+4*8,
729  6+3*8, 7+3*8, 6+4*8, 7+4*8,
730  1+1*8, 2+1*8,
731  1+2*8, 2+2*8,
732  1+4*8, 2+4*8,
733  1+5*8, 2+5*8,
734 };
735
736 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
737 #if HAVE_BIGENDIAN
738    return (b&0xFFFF) + (a<<16);
739 #else
740    return (a&0xFFFF) + (b<<16);
741 #endif
742 }
743
744 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b){
745 #if HAVE_BIGENDIAN
746    return (b&0xFF) + (a<<8);
747 #else
748    return (a&0xFF) + (b<<8);
749 #endif
750 }
751
752 /**
753  * gets the chroma qp.
754  */
755 static inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
756     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
757 }
758
759 static inline void pred_pskip_motion(H264Context * const h, int * const mx, int * const my);
760
761 static void fill_decode_neighbors(H264Context *h, int mb_type){
762     MpegEncContext * const s = &h->s;
763     const int mb_xy= h->mb_xy;
764     int topleft_xy, top_xy, topright_xy, left_xy[2];
765     static const uint8_t left_block_options[4][16]={
766         {0,1,2,3,7,10,8,11,7+0*8, 7+1*8, 7+2*8, 7+3*8, 2+0*8, 2+3*8, 2+1*8, 2+2*8},
767         {2,2,3,3,8,11,8,11,7+2*8, 7+2*8, 7+3*8, 7+3*8, 2+1*8, 2+2*8, 2+1*8, 2+2*8},
768         {0,0,1,1,7,10,7,10,7+0*8, 7+0*8, 7+1*8, 7+1*8, 2+0*8, 2+3*8, 2+0*8, 2+3*8},
769         {0,2,0,2,7,10,7,10,7+0*8, 7+2*8, 7+0*8, 7+2*8, 2+0*8, 2+3*8, 2+0*8, 2+3*8}
770     };
771
772     h->topleft_partition= -1;
773
774     top_xy     = mb_xy  - (s->mb_stride << MB_FIELD);
775
776     /* Wow, what a mess, why didn't they simplify the interlacing & intra
777      * stuff, I can't imagine that these complex rules are worth it. */
778
779     topleft_xy = top_xy - 1;
780     topright_xy= top_xy + 1;
781     left_xy[1] = left_xy[0] = mb_xy-1;
782     h->left_block = left_block_options[0];
783     if(FRAME_MBAFF){
784         const int left_mb_field_flag     = IS_INTERLACED(s->current_picture.mb_type[mb_xy-1]);
785         const int curr_mb_field_flag     = IS_INTERLACED(mb_type);
786         if(s->mb_y&1){
787             if (left_mb_field_flag != curr_mb_field_flag) {
788                 left_xy[1] = left_xy[0] = mb_xy - s->mb_stride - 1;
789                 if (curr_mb_field_flag) {
790                     left_xy[1] += s->mb_stride;
791                     h->left_block = left_block_options[3];
792                 } else {
793                     topleft_xy += s->mb_stride;
794                     // take top left mv from the middle of the mb, as opposed to all other modes which use the bottom right partition
795                     h->topleft_partition = 0;
796                     h->left_block = left_block_options[1];
797                 }
798             }
799         }else{
800             if(curr_mb_field_flag){
801                 topleft_xy  += s->mb_stride & (((s->current_picture.mb_type[top_xy - 1]>>7)&1)-1);
802                 topright_xy += s->mb_stride & (((s->current_picture.mb_type[top_xy + 1]>>7)&1)-1);
803                 top_xy      += s->mb_stride & (((s->current_picture.mb_type[top_xy    ]>>7)&1)-1);
804             }
805             if (left_mb_field_flag != curr_mb_field_flag) {
806                 if (curr_mb_field_flag) {
807                     left_xy[1] += s->mb_stride;
808                     h->left_block = left_block_options[3];
809                 } else {
810                     h->left_block = left_block_options[2];
811                 }
812             }
813         }
814     }
815
816     h->topleft_mb_xy = topleft_xy;
817     h->top_mb_xy     = top_xy;
818     h->topright_mb_xy= topright_xy;
819     h->left_mb_xy[0] = left_xy[0];
820     h->left_mb_xy[1] = left_xy[1];
821     //FIXME do we need all in the context?
822
823     h->topleft_type = s->current_picture.mb_type[topleft_xy] ;
824     h->top_type     = s->current_picture.mb_type[top_xy]     ;
825     h->topright_type= s->current_picture.mb_type[topright_xy];
826     h->left_type[0] = s->current_picture.mb_type[left_xy[0]] ;
827     h->left_type[1] = s->current_picture.mb_type[left_xy[1]] ;
828
829     if(FMO){
830     if(h->slice_table[topleft_xy ] != h->slice_num) h->topleft_type = 0;
831     if(h->slice_table[top_xy     ] != h->slice_num) h->top_type     = 0;
832     if(h->slice_table[left_xy[0] ] != h->slice_num) h->left_type[0] = h->left_type[1] = 0;
833     }else{
834         if(h->slice_table[topleft_xy ] != h->slice_num){
835             h->topleft_type = 0;
836             if(h->slice_table[top_xy     ] != h->slice_num) h->top_type     = 0;
837             if(h->slice_table[left_xy[0] ] != h->slice_num) h->left_type[0] = h->left_type[1] = 0;
838         }
839     }
840     if(h->slice_table[topright_xy] != h->slice_num) h->topright_type= 0;
841 }
842
843 static void fill_decode_caches(H264Context *h, int mb_type){
844     MpegEncContext * const s = &h->s;
845     int topleft_xy, top_xy, topright_xy, left_xy[2];
846     int topleft_type, top_type, topright_type, left_type[2];
847     const uint8_t * left_block= h->left_block;
848     int i;
849
850     topleft_xy   = h->topleft_mb_xy ;
851     top_xy       = h->top_mb_xy     ;
852     topright_xy  = h->topright_mb_xy;
853     left_xy[0]   = h->left_mb_xy[0] ;
854     left_xy[1]   = h->left_mb_xy[1] ;
855     topleft_type = h->topleft_type  ;
856     top_type     = h->top_type      ;
857     topright_type= h->topright_type ;
858     left_type[0] = h->left_type[0]  ;
859     left_type[1] = h->left_type[1]  ;
860
861     if(!IS_SKIP(mb_type)){
862         if(IS_INTRA(mb_type)){
863             int type_mask= h->pps.constrained_intra_pred ? IS_INTRA(-1) : -1;
864             h->topleft_samples_available=
865             h->top_samples_available=
866             h->left_samples_available= 0xFFFF;
867             h->topright_samples_available= 0xEEEA;
868
869             if(!(top_type & type_mask)){
870                 h->topleft_samples_available= 0xB3FF;
871                 h->top_samples_available= 0x33FF;
872                 h->topright_samples_available= 0x26EA;
873             }
874             if(IS_INTERLACED(mb_type) != IS_INTERLACED(left_type[0])){
875                 if(IS_INTERLACED(mb_type)){
876                     if(!(left_type[0] & type_mask)){
877                         h->topleft_samples_available&= 0xDFFF;
878                         h->left_samples_available&= 0x5FFF;
879                     }
880                     if(!(left_type[1] & type_mask)){
881                         h->topleft_samples_available&= 0xFF5F;
882                         h->left_samples_available&= 0xFF5F;
883                     }
884                 }else{
885                     int left_typei = s->current_picture.mb_type[left_xy[0] + s->mb_stride];
886
887                     assert(left_xy[0] == left_xy[1]);
888                     if(!((left_typei & type_mask) && (left_type[0] & type_mask))){
889                         h->topleft_samples_available&= 0xDF5F;
890                         h->left_samples_available&= 0x5F5F;
891                     }
892                 }
893             }else{
894                 if(!(left_type[0] & type_mask)){
895                     h->topleft_samples_available&= 0xDF5F;
896                     h->left_samples_available&= 0x5F5F;
897                 }
898             }
899
900             if(!(topleft_type & type_mask))
901                 h->topleft_samples_available&= 0x7FFF;
902
903             if(!(topright_type & type_mask))
904                 h->topright_samples_available&= 0xFBFF;
905
906             if(IS_INTRA4x4(mb_type)){
907                 if(IS_INTRA4x4(top_type)){
908                     AV_COPY32(h->intra4x4_pred_mode_cache+4+8*0, h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[top_xy]);
909                 }else{
910                     h->intra4x4_pred_mode_cache[4+8*0]=
911                     h->intra4x4_pred_mode_cache[5+8*0]=
912                     h->intra4x4_pred_mode_cache[6+8*0]=
913                     h->intra4x4_pred_mode_cache[7+8*0]= 2 - 3*!(top_type & type_mask);
914                 }
915                 for(i=0; i<2; i++){
916                     if(IS_INTRA4x4(left_type[i])){
917                         int8_t *mode= h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[left_xy[i]];
918                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3+8*1 + 2*8*i]= mode[6-left_block[0+2*i]];
919                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3+8*2 + 2*8*i]= mode[6-left_block[1+2*i]];
920                     }else{
921                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3+8*1 + 2*8*i]=
922                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3+8*2 + 2*8*i]= 2 - 3*!(left_type[i] & type_mask);
923                     }
924                 }
925             }
926         }
927
928
929 /*
930 0 . T T. T T T T
931 1 L . .L . . . .
932 2 L . .L . . . .
933 3 . T TL . . . .
934 4 L . .L . . . .
935 5 L . .. . . . .
936 */
937 //FIXME constraint_intra_pred & partitioning & nnz (let us hope this is just a typo in the spec)
938     if(top_type){
939         AV_COPY32(&h->non_zero_count_cache[4+8*0], &h->non_zero_count[top_xy][4+3*8]);
940             h->non_zero_count_cache[1+8*0]= h->non_zero_count[top_xy][1+1*8];
941             h->non_zero_count_cache[2+8*0]= h->non_zero_count[top_xy][2+1*8];
942
943             h->non_zero_count_cache[1+8*3]= h->non_zero_count[top_xy][1+2*8];
944             h->non_zero_count_cache[2+8*3]= h->non_zero_count[top_xy][2+2*8];
945     }else {
946             h->non_zero_count_cache[1+8*0]=
947             h->non_zero_count_cache[2+8*0]=
948
949             h->non_zero_count_cache[1+8*3]=
950             h->non_zero_count_cache[2+8*3]=
951             AV_WN32A(&h->non_zero_count_cache[4+8*0], CABAC && !IS_INTRA(mb_type) ? 0 : 0x40404040);
952     }
953
954     for (i=0; i<2; i++) {
955         if(left_type[i]){
956             h->non_zero_count_cache[3+8*1 + 2*8*i]= h->non_zero_count[left_xy[i]][left_block[8+0+2*i]];
957             h->non_zero_count_cache[3+8*2 + 2*8*i]= h->non_zero_count[left_xy[i]][left_block[8+1+2*i]];
958                 h->non_zero_count_cache[0+8*1 +   8*i]= h->non_zero_count[left_xy[i]][left_block[8+4+2*i]];
959                 h->non_zero_count_cache[0+8*4 +   8*i]= h->non_zero_count[left_xy[i]][left_block[8+5+2*i]];
960         }else{
961                 h->non_zero_count_cache[3+8*1 + 2*8*i]=
962                 h->non_zero_count_cache[3+8*2 + 2*8*i]=
963                 h->non_zero_count_cache[0+8*1 +   8*i]=
964                 h->non_zero_count_cache[0+8*4 +   8*i]= CABAC && !IS_INTRA(mb_type) ? 0 : 64;
965         }
966     }
967
968     if( CABAC ) {
969         // top_cbp
970         if(top_type) {
971             h->top_cbp = h->cbp_table[top_xy];
972         } else {
973             h->top_cbp = IS_INTRA(mb_type) ? 0x1CF : 0x00F;
974         }
975         // left_cbp
976         if (left_type[0]) {
977             h->left_cbp = (h->cbp_table[left_xy[0]] & 0x1f0)
978                         |  ((h->cbp_table[left_xy[0]]>>(left_block[0]&(~1)))&2)
979                         | (((h->cbp_table[left_xy[1]]>>(left_block[2]&(~1)))&2) << 2);
980         } else {
981             h->left_cbp = IS_INTRA(mb_type) ? 0x1CF : 0x00F;
982         }
983     }
984     }
985
986 #if 1
987     if(IS_INTER(mb_type) || (IS_DIRECT(mb_type) && h->direct_spatial_mv_pred)){
988         int list;
989         for(list=0; list<h->list_count; list++){
990             if(!USES_LIST(mb_type, list)){
991                 /*if(!h->mv_cache_clean[list]){
992                     memset(h->mv_cache [list],  0, 8*5*2*sizeof(int16_t)); //FIXME clean only input? clean at all?
993                     memset(h->ref_cache[list], PART_NOT_AVAILABLE, 8*5*sizeof(int8_t));
994                     h->mv_cache_clean[list]= 1;
995                 }*/
996                 continue;
997             }
998             assert(!(IS_DIRECT(mb_type) && !h->direct_spatial_mv_pred));
999
1000             h->mv_cache_clean[list]= 0;
1001
1002             if(USES_LIST(top_type, list)){
1003                 const int b_xy= h->mb2b_xy[top_xy] + 3*h->b_stride;
1004                 AV_COPY128(h->mv_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + 0]);
1005                     h->ref_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8]=
1006                     h->ref_cache[list][scan8[0] + 1 - 1*8]= s->current_picture.ref_index[list][4*top_xy + 2];
1007                     h->ref_cache[list][scan8[0] + 2 - 1*8]=
1008                     h->ref_cache[list][scan8[0] + 3 - 1*8]= s->current_picture.ref_index[list][4*top_xy + 3];
1009             }else{
1010                 AV_ZERO128(h->mv_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8]);
1011                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8], ((top_type ? LIST_NOT_USED : PART_NOT_AVAILABLE)&0xFF)*0x01010101);
1012             }
1013
1014             if(mb_type & (MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x8)){
1015             for(i=0; i<2; i++){
1016                 int cache_idx = scan8[0] - 1 + i*2*8;
1017                 if(USES_LIST(left_type[i], list)){
1018                     const int b_xy= h->mb2b_xy[left_xy[i]] + 3;
1019                     const int b8_xy= 4*left_xy[i] + 1;
1020                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][cache_idx  ], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*left_block[0+i*2]]);
1021                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][cache_idx+8], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*left_block[1+i*2]]);
1022                         h->ref_cache[list][cache_idx  ]= s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + (left_block[0+i*2]&~1)];
1023                         h->ref_cache[list][cache_idx+8]= s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + (left_block[1+i*2]&~1)];
1024                 }else{
1025                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][cache_idx  ]);
1026                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][cache_idx+8]);
1027                     h->ref_cache[list][cache_idx  ]=
1028                     h->ref_cache[list][cache_idx+8]= (left_type[i]) ? LIST_NOT_USED : PART_NOT_AVAILABLE;
1029                 }
1030             }
1031             }else{
1032                 if(USES_LIST(left_type[0], list)){
1033                     const int b_xy= h->mb2b_xy[left_xy[0]] + 3;
1034                     const int b8_xy= 4*left_xy[0] + 1;
1035                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*left_block[0]]);
1036                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1]= s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + (left_block[0]&~1)];
1037                 }else{
1038                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[0] - 1]);
1039                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1]= left_type[0] ? LIST_NOT_USED : PART_NOT_AVAILABLE;
1040                 }
1041             }
1042
1043             if(USES_LIST(topright_type, list)){
1044                 const int b_xy= h->mb2b_xy[topright_xy] + 3*h->b_stride;
1045                 AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] + 4 - 1*8], s->current_picture.motion_val[list][b_xy]);
1046                 h->ref_cache[list][scan8[0] + 4 - 1*8]= s->current_picture.ref_index[list][4*topright_xy + 2];
1047             }else{
1048                 AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[0] + 4 - 1*8]);
1049                 h->ref_cache[list][scan8[0] + 4 - 1*8]= topright_type ? LIST_NOT_USED : PART_NOT_AVAILABLE;
1050             }
1051             if(h->ref_cache[list][scan8[0] + 4 - 1*8] < 0){
1052                 if(USES_LIST(topleft_type, list)){
1053                     const int b_xy = h->mb2b_xy [topleft_xy] + 3 + h->b_stride + (h->topleft_partition & 2*h->b_stride);
1054                     const int b8_xy= 4*topleft_xy + 1 + (h->topleft_partition & 2);
1055                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1 - 1*8], s->current_picture.motion_val[list][b_xy]);
1056                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 - 1*8]= s->current_picture.ref_index[list][b8_xy];
1057                 }else{
1058                     AV_ZERO32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1 - 1*8]);
1059                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 - 1*8]= topleft_type ? LIST_NOT_USED : PART_NOT_AVAILABLE;
1060                 }
1061             }
1062
1063             if((mb_type&(MB_TYPE_SKIP|MB_TYPE_DIRECT2)) && !FRAME_MBAFF)
1064                 continue;
1065
1066             if(!(mb_type&(MB_TYPE_SKIP|MB_TYPE_DIRECT2))) {
1067             h->ref_cache[list][scan8[4 ]] =
1068             h->ref_cache[list][scan8[12]] = PART_NOT_AVAILABLE;
1069             AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[4 ]]);
1070             AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[12]]);
1071
1072             if( CABAC ) {
1073                 /* XXX beurk, Load mvd */
1074                 if(USES_LIST(top_type, list)){
1075                     const int b_xy= h->mb2br_xy[top_xy];
1076                     AV_COPY64(h->mvd_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8], h->mvd_table[list][b_xy + 0]);
1077                 }else{
1078                     AV_ZERO64(h->mvd_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8]);
1079                 }
1080                 if(USES_LIST(left_type[0], list)){
1081                     const int b_xy= h->mb2br_xy[left_xy[0]] + 6;
1082                     AV_COPY16(h->mvd_cache[list][scan8[0] - 1 + 0*8], h->mvd_table[list][b_xy - left_block[0]]);
1083                     AV_COPY16(h->mvd_cache[list][scan8[0] - 1 + 1*8], h->mvd_table[list][b_xy - left_block[1]]);
1084                 }else{
1085                     AV_ZERO16(h->mvd_cache [list][scan8[0] - 1 + 0*8]);
1086                     AV_ZERO16(h->mvd_cache [list][scan8[0] - 1 + 1*8]);
1087                 }
1088                 if(USES_LIST(left_type[1], list)){
1089                     const int b_xy= h->mb2br_xy[left_xy[1]] + 6;
1090                     AV_COPY16(h->mvd_cache[list][scan8[0] - 1 + 2*8], h->mvd_table[list][b_xy - left_block[2]]);
1091                     AV_COPY16(h->mvd_cache[list][scan8[0] - 1 + 3*8], h->mvd_table[list][b_xy - left_block[3]]);
1092                 }else{
1093                     AV_ZERO16(h->mvd_cache [list][scan8[0] - 1 + 2*8]);
1094                     AV_ZERO16(h->mvd_cache [list][scan8[0] - 1 + 3*8]);
1095                 }
1096                 AV_ZERO16(h->mvd_cache [list][scan8[4 ]]);
1097                 AV_ZERO16(h->mvd_cache [list][scan8[12]]);
1098                 if(h->slice_type_nos == FF_B_TYPE){
1099                     fill_rectangle(&h->direct_cache[scan8[0]], 4, 4, 8, MB_TYPE_16x16>>1, 1);
1100
1101                     if(IS_DIRECT(top_type)){
1102                         AV_WN32A(&h->direct_cache[scan8[0] - 1*8], 0x01010101u*(MB_TYPE_DIRECT2>>1));
1103                     }else if(IS_8X8(top_type)){
1104                         int b8_xy = 4*top_xy;
1105                         h->direct_cache[scan8[0] + 0 - 1*8]= h->direct_table[b8_xy + 2];
1106                         h->direct_cache[scan8[0] + 2 - 1*8]= h->direct_table[b8_xy + 3];
1107                     }else{
1108                         AV_WN32A(&h->direct_cache[scan8[0] - 1*8], 0x01010101*(MB_TYPE_16x16>>1));
1109                     }
1110
1111                     if(IS_DIRECT(left_type[0]))
1112                         h->direct_cache[scan8[0] - 1 + 0*8]= MB_TYPE_DIRECT2>>1;
1113                     else if(IS_8X8(left_type[0]))
1114                         h->direct_cache[scan8[0] - 1 + 0*8]= h->direct_table[4*left_xy[0] + 1 + (left_block[0]&~1)];
1115                     else
1116                         h->direct_cache[scan8[0] - 1 + 0*8]= MB_TYPE_16x16>>1;
1117
1118                     if(IS_DIRECT(left_type[1]))
1119                         h->direct_cache[scan8[0] - 1 + 2*8]= MB_TYPE_DIRECT2>>1;
1120                     else if(IS_8X8(left_type[1]))
1121                         h->direct_cache[scan8[0] - 1 + 2*8]= h->direct_table[4*left_xy[1] + 1 + (left_block[2]&~1)];
1122                     else
1123                         h->direct_cache[scan8[0] - 1 + 2*8]= MB_TYPE_16x16>>1;
1124                 }
1125             }
1126             }
1127             if(FRAME_MBAFF){
1128 #define MAP_MVS\
1129                     MAP_F2F(scan8[0] - 1 - 1*8, topleft_type)\
1130                     MAP_F2F(scan8[0] + 0 - 1*8, top_type)\
1131                     MAP_F2F(scan8[0] + 1 - 1*8, top_type)\
1132                     MAP_F2F(scan8[0] + 2 - 1*8, top_type)\
1133                     MAP_F2F(scan8[0] + 3 - 1*8, top_type)\
1134                     MAP_F2F(scan8[0] + 4 - 1*8, topright_type)\
1135                     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 0*8, left_type[0])\
1136                     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 1*8, left_type[0])\
1137                     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 2*8, left_type[1])\
1138                     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 3*8, left_type[1])
1139                 if(MB_FIELD){
1140 #define MAP_F2F(idx, mb_type)\
1141                     if(!IS_INTERLACED(mb_type) && h->ref_cache[list][idx] >= 0){\
1142                         h->ref_cache[list][idx] <<= 1;\
1143                         h->mv_cache[list][idx][1] /= 2;\
1144                         h->mvd_cache[list][idx][1] >>=1;\
1145                     }
1146                     MAP_MVS
1147 #undef MAP_F2F
1148                 }else{
1149 #define MAP_F2F(idx, mb_type)\
1150                     if(IS_INTERLACED(mb_type) && h->ref_cache[list][idx] >= 0){\
1151                         h->ref_cache[list][idx] >>= 1;\
1152                         h->mv_cache[list][idx][1] <<= 1;\
1153                         h->mvd_cache[list][idx][1] <<= 1;\
1154                     }
1155                     MAP_MVS
1156 #undef MAP_F2F
1157                 }
1158             }
1159         }
1160     }
1161 #endif
1162
1163         h->neighbor_transform_size= !!IS_8x8DCT(top_type) + !!IS_8x8DCT(left_type[0]);
1164 }
1165
1166 /**
1167  *
1168  * @return non zero if the loop filter can be skiped
1169  */
1170 static int fill_filter_caches(H264Context *h, int mb_type){
1171     MpegEncContext * const s = &h->s;
1172     const int mb_xy= h->mb_xy;
1173     int top_xy, left_xy[2];
1174     int top_type, left_type[2];
1175
1176     top_xy     = mb_xy  - (s->mb_stride << MB_FIELD);
1177
1178     //FIXME deblocking could skip the intra and nnz parts.
1179
1180     /* Wow, what a mess, why didn't they simplify the interlacing & intra
1181      * stuff, I can't imagine that these complex rules are worth it. */
1182
1183     left_xy[1] = left_xy[0] = mb_xy-1;
1184     if(FRAME_MBAFF){
1185         const int left_mb_field_flag     = IS_INTERLACED(s->current_picture.mb_type[mb_xy-1]);
1186         const int curr_mb_field_flag     = IS_INTERLACED(mb_type);
1187         if(s->mb_y&1){
1188             if (left_mb_field_flag != curr_mb_field_flag) {
1189                 left_xy[0] -= s->mb_stride;
1190             }
1191         }else{
1192             if(curr_mb_field_flag){
1193                 top_xy      += s->mb_stride & (((s->current_picture.mb_type[top_xy    ]>>7)&1)-1);
1194             }
1195             if (left_mb_field_flag != curr_mb_field_flag) {
1196                 left_xy[1] += s->mb_stride;
1197             }
1198         }
1199     }
1200
1201     h->top_mb_xy = top_xy;
1202     h->left_mb_xy[0] = left_xy[0];
1203     h->left_mb_xy[1] = left_xy[1];
1204     {
1205         //for sufficiently low qp, filtering wouldn't do anything
1206         //this is a conservative estimate: could also check beta_offset and more accurate chroma_qp
1207         int qp_thresh = h->qp_thresh; //FIXME strictly we should store qp_thresh for each mb of a slice
1208         int qp = s->current_picture.qscale_table[mb_xy];
1209         if(qp <= qp_thresh
1210            && (left_xy[0]<0 || ((qp + s->current_picture.qscale_table[left_xy[0]] + 1)>>1) <= qp_thresh)
1211            && (top_xy   < 0 || ((qp + s->current_picture.qscale_table[top_xy    ] + 1)>>1) <= qp_thresh)){
1212             if(!FRAME_MBAFF)
1213                 return 1;
1214             if(   (left_xy[0]< 0            || ((qp + s->current_picture.qscale_table[left_xy[1]             ] + 1)>>1) <= qp_thresh)
1215                && (top_xy    < s->mb_stride || ((qp + s->current_picture.qscale_table[top_xy    -s->mb_stride] + 1)>>1) <= qp_thresh))
1216                 return 1;
1217         }
1218     }
1219
1220     top_type     = s->current_picture.mb_type[top_xy]    ;
1221     left_type[0] = s->current_picture.mb_type[left_xy[0]];
1222     left_type[1] = s->current_picture.mb_type[left_xy[1]];
1223     if(h->deblocking_filter == 2){
1224         if(h->slice_table[top_xy     ] != h->slice_num) top_type= 0;
1225         if(h->slice_table[left_xy[0] ] != h->slice_num) left_type[0]= left_type[1]= 0;
1226     }else{
1227         if(h->slice_table[top_xy     ] == 0xFFFF) top_type= 0;
1228         if(h->slice_table[left_xy[0] ] == 0xFFFF) left_type[0]= left_type[1] =0;
1229     }
1230     h->top_type    = top_type    ;
1231     h->left_type[0]= left_type[0];
1232     h->left_type[1]= left_type[1];
1233
1234     if(IS_INTRA(mb_type))
1235         return 0;
1236
1237     AV_COPY64(&h->non_zero_count_cache[0+8*1], &h->non_zero_count[mb_xy][ 0]);
1238     AV_COPY64(&h->non_zero_count_cache[0+8*2], &h->non_zero_count[mb_xy][ 8]);
1239     AV_COPY32(&h->non_zero_count_cache[0+8*5], &h->non_zero_count[mb_xy][16]);
1240     AV_COPY32(&h->non_zero_count_cache[4+8*3], &h->non_zero_count[mb_xy][20]);
1241     AV_COPY64(&h->non_zero_count_cache[0+8*4], &h->non_zero_count[mb_xy][24]);
1242
1243     h->cbp= h->cbp_table[mb_xy];
1244
1245     {
1246         int list;
1247         for(list=0; list<h->list_count; list++){
1248             int8_t *ref;
1249             int y, b_stride;
1250             int16_t (*mv_dst)[2];
1251             int16_t (*mv_src)[2];
1252
1253             if(!USES_LIST(mb_type, list)){
1254                 fill_rectangle(  h->mv_cache[list][scan8[0]], 4, 4, 8, pack16to32(0,0), 4);
1255                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[ 0]], ((LIST_NOT_USED)&0xFF)*0x01010101u);
1256                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[ 2]], ((LIST_NOT_USED)&0xFF)*0x01010101u);
1257                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[ 8]], ((LIST_NOT_USED)&0xFF)*0x01010101u);
1258                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[10]], ((LIST_NOT_USED)&0xFF)*0x01010101u);
1259                 continue;
1260             }
1261
1262             ref = &s->current_picture.ref_index[list][4*mb_xy];
1263             {
1264                 int (*ref2frm)[64] = h->ref2frm[ h->slice_num&(MAX_SLICES-1) ][0] + (MB_MBAFF ? 20 : 2);
1265                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[ 0]], (pack16to32(ref2frm[list][ref[0]],ref2frm[list][ref[1]])&0x00FF00FF)*0x0101);
1266                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[ 2]], (pack16to32(ref2frm[list][ref[0]],ref2frm[list][ref[1]])&0x00FF00FF)*0x0101);
1267                 ref += 2;
1268                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[ 8]], (pack16to32(ref2frm[list][ref[0]],ref2frm[list][ref[1]])&0x00FF00FF)*0x0101);
1269                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[10]], (pack16to32(ref2frm[list][ref[0]],ref2frm[list][ref[1]])&0x00FF00FF)*0x0101);
1270             }
1271
1272             b_stride = h->b_stride;
1273             mv_dst   = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
1274             mv_src   = &s->current_picture.motion_val[list][4*s->mb_x + 4*s->mb_y*b_stride];
1275             for(y=0; y<4; y++){
1276                 AV_COPY128(mv_dst + 8*y, mv_src + y*b_stride);
1277             }
1278
1279         }
1280     }
1281
1282
1283 /*
1284 0 . T T. T T T T
1285 1 L . .L . . . .
1286 2 L . .L . . . .
1287 3 . T TL . . . .
1288 4 L . .L . . . .
1289 5 L . .. . . . .
1290 */
1291 //FIXME constraint_intra_pred & partitioning & nnz (let us hope this is just a typo in the spec)
1292     if(top_type){
1293         AV_COPY32(&h->non_zero_count_cache[4+8*0], &h->non_zero_count[top_xy][4+3*8]);
1294     }
1295
1296     if(left_type[0]){
1297         h->non_zero_count_cache[3+8*1]= h->non_zero_count[left_xy[0]][7+0*8];
1298         h->non_zero_count_cache[3+8*2]= h->non_zero_count[left_xy[0]][7+1*8];
1299         h->non_zero_count_cache[3+8*3]= h->non_zero_count[left_xy[0]][7+2*8];
1300         h->non_zero_count_cache[3+8*4]= h->non_zero_count[left_xy[0]][7+3*8];
1301     }
1302
1303     // CAVLC 8x8dct requires NNZ values for residual decoding that differ from what the loop filter needs
1304     if(!CABAC && h->pps.transform_8x8_mode){
1305         if(IS_8x8DCT(top_type)){
1306             h->non_zero_count_cache[4+8*0]=
1307             h->non_zero_count_cache[5+8*0]= h->cbp_table[top_xy] & 4;
1308             h->non_zero_count_cache[6+8*0]=
1309             h->non_zero_count_cache[7+8*0]= h->cbp_table[top_xy] & 8;
1310         }
1311         if(IS_8x8DCT(left_type[0])){
1312             h->non_zero_count_cache[3+8*1]=
1313             h->non_zero_count_cache[3+8*2]= h->cbp_table[left_xy[0]]&2; //FIXME check MBAFF
1314         }
1315         if(IS_8x8DCT(left_type[1])){
1316             h->non_zero_count_cache[3+8*3]=
1317             h->non_zero_count_cache[3+8*4]= h->cbp_table[left_xy[1]]&8; //FIXME check MBAFF
1318         }
1319
1320         if(IS_8x8DCT(mb_type)){
1321             h->non_zero_count_cache[scan8[0   ]]= h->non_zero_count_cache[scan8[1   ]]=
1322             h->non_zero_count_cache[scan8[2   ]]= h->non_zero_count_cache[scan8[3   ]]= h->cbp & 1;
1323
1324             h->non_zero_count_cache[scan8[0+ 4]]= h->non_zero_count_cache[scan8[1+ 4]]=
1325             h->non_zero_count_cache[scan8[2+ 4]]= h->non_zero_count_cache[scan8[3+ 4]]= h->cbp & 2;
1326
1327             h->non_zero_count_cache[scan8[0+ 8]]= h->non_zero_count_cache[scan8[1+ 8]]=
1328             h->non_zero_count_cache[scan8[2+ 8]]= h->non_zero_count_cache[scan8[3+ 8]]= h->cbp & 4;
1329
1330             h->non_zero_count_cache[scan8[0+12]]= h->non_zero_count_cache[scan8[1+12]]=
1331             h->non_zero_count_cache[scan8[2+12]]= h->non_zero_count_cache[scan8[3+12]]= h->cbp & 8;
1332         }
1333     }
1334
1335     if(IS_INTER(mb_type) || IS_DIRECT(mb_type)){
1336         int list;
1337         for(list=0; list<h->list_count; list++){
1338             if(USES_LIST(top_type, list)){
1339                 const int b_xy= h->mb2b_xy[top_xy] + 3*h->b_stride;
1340                 const int b8_xy= 4*top_xy + 2;
1341                 int (*ref2frm)[64] = h->ref2frm[ h->slice_table[top_xy]&(MAX_SLICES-1) ][0] + (MB_MBAFF ? 20 : 2);
1342                 AV_COPY128(h->mv_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + 0]);
1343                 h->ref_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8]=
1344                 h->ref_cache[list][scan8[0] + 1 - 1*8]= ref2frm[list][s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + 0]];
1345                 h->ref_cache[list][scan8[0] + 2 - 1*8]=
1346                 h->ref_cache[list][scan8[0] + 3 - 1*8]= ref2frm[list][s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + 1]];
1347             }else{
1348                 AV_ZERO128(h->mv_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8]);
1349                 AV_WN32A(&h->ref_cache[list][scan8[0] + 0 - 1*8], ((LIST_NOT_USED)&0xFF)*0x01010101u);
1350             }
1351
1352             if(!IS_INTERLACED(mb_type^left_type[0])){
1353                 if(USES_LIST(left_type[0], list)){
1354                     const int b_xy= h->mb2b_xy[left_xy[0]] + 3;
1355                     const int b8_xy= 4*left_xy[0] + 1;
1356                     int (*ref2frm)[64] = h->ref2frm[ h->slice_table[left_xy[0]]&(MAX_SLICES-1) ][0] + (MB_MBAFF ? 20 : 2);
1357                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1 + 0 ], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*0]);
1358                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1 + 8 ], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*1]);
1359                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1 +16 ], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*2]);
1360                     AV_COPY32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 1 +24 ], s->current_picture.motion_val[list][b_xy + h->b_stride*3]);
1361                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 + 0 ]=
1362                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 + 8 ]= ref2frm[list][s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + 2*0]];
1363                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 +16 ]=
1364                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 +24 ]= ref2frm[list][s->current_picture.ref_index[list][b8_xy + 2*1]];
1365                 }else{
1366                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[0] - 1 + 0 ]);
1367                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[0] - 1 + 8 ]);
1368                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[0] - 1 +16 ]);
1369                     AV_ZERO32(h->mv_cache [list][scan8[0] - 1 +24 ]);
1370                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 + 0  ]=
1371                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 + 8  ]=
1372                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 + 16 ]=
1373                     h->ref_cache[list][scan8[0] - 1 + 24 ]= LIST_NOT_USED;
1374                 }
1375             }
1376         }
1377     }
1378
1379     return 0;
1380 }
1381
1382 /**
1383  * gets the predicted intra4x4 prediction mode.
1384  */
1385 static inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n){
1386     const int index8= scan8[n];
1387     const int left= h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
1388     const int top = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
1389     const int min= FFMIN(left, top);
1390
1391     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left ,top, min);
1392
1393     if(min<0) return DC_PRED;
1394     else      return min;
1395 }
1396
1397 static inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h){
1398     const int mb_xy= h->mb_xy;
1399
1400     AV_COPY64(&h->non_zero_count[mb_xy][ 0], &h->non_zero_count_cache[0+8*1]);
1401     AV_COPY64(&h->non_zero_count[mb_xy][ 8], &h->non_zero_count_cache[0+8*2]);
1402     AV_COPY32(&h->non_zero_count[mb_xy][16], &h->non_zero_count_cache[0+8*5]);
1403     AV_COPY32(&h->non_zero_count[mb_xy][20], &h->non_zero_count_cache[4+8*3]);
1404     AV_COPY64(&h->non_zero_count[mb_xy][24], &h->non_zero_count_cache[0+8*4]);
1405 }
1406
1407 static inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type){
1408     MpegEncContext * const s = &h->s;
1409     const int b_xy = 4*s->mb_x + 4*s->mb_y*h->b_stride; //try mb2b(8)_xy
1410     const int b8_xy= 4*h->mb_xy;
1411     int list;
1412
1413     if(!USES_LIST(mb_type, 0))
1414         fill_rectangle(&s->current_picture.ref_index[0][b8_xy], 2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
1415
1416     for(list=0; list<h->list_count; list++){
1417         int y, b_stride;
1418         int16_t (*mv_dst)[2];
1419         int16_t (*mv_src)[2];
1420
1421         if(!USES_LIST(mb_type, list))
1422             continue;
1423
1424         b_stride = h->b_stride;
1425         mv_dst   = &s->current_picture.motion_val[list][b_xy];
1426         mv_src   = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
1427         for(y=0; y<4; y++){
1428             AV_COPY128(mv_dst + y*b_stride, mv_src + 8*y);
1429         }
1430         if( CABAC ) {
1431             uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8*h->mb_xy : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
1432             uint8_t (*mvd_src)[2] = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
1433             if(IS_SKIP(mb_type))
1434                 AV_ZERO128(mvd_dst);
1435             else{
1436             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8*3);
1437                 AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8*0);
1438                 AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8*1);
1439                 AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8*2);
1440             }
1441         }
1442
1443         {
1444             int8_t *ref_index = &s->current_picture.ref_index[list][b8_xy];
1445             ref_index[0+0*2]= h->ref_cache[list][scan8[0]];
1446             ref_index[1+0*2]= h->ref_cache[list][scan8[4]];
1447             ref_index[0+1*2]= h->ref_cache[list][scan8[8]];
1448             ref_index[1+1*2]= h->ref_cache[list][scan8[12]];
1449         }
1450     }
1451
1452     if(h->slice_type_nos == FF_B_TYPE && CABAC){
1453         if(IS_8X8(mb_type)){
1454             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4*h->mb_xy];
1455             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1]>>1;
1456             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2]>>1;
1457             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3]>>1;
1458         }
1459     }
1460 }
1461
1462 static inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h){
1463     if(h->sps.direct_8x8_inference_flag)
1464         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8                )*0x0001000100010001ULL));
1465     else
1466         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8|MB_TYPE_DIRECT2)*0x0001000100010001ULL));
1467 }
1468
1469 /**
1470  * decodes a P_SKIP or B_SKIP macroblock
1471  */
1472 static void decode_mb_skip(H264Context *h){
1473     MpegEncContext * const s = &h->s;
1474     const int mb_xy= h->mb_xy;
1475     int mb_type=0;
1476
1477     memset(h->non_zero_count[mb_xy], 0, 32);
1478     memset(h->non_zero_count_cache + 8, 0, 8*5); //FIXME ugly, remove pfui
1479
1480     if(MB_FIELD)
1481         mb_type|= MB_TYPE_INTERLACED;
1482
1483     if( h->slice_type_nos == FF_B_TYPE )
1484     {
1485         // just for fill_caches. pred_direct_motion will set the real mb_type
1486         mb_type|= MB_TYPE_L0L1|MB_TYPE_DIRECT2|MB_TYPE_SKIP;
1487         if(h->direct_spatial_mv_pred){
1488             fill_decode_neighbors(h, mb_type);
1489         fill_decode_caches(h, mb_type); //FIXME check what is needed and what not ...
1490         }
1491         ff_h264_pred_direct_motion(h, &mb_type);
1492         mb_type|= MB_TYPE_SKIP;
1493     }
1494     else
1495     {
1496         int mx, my;
1497         mb_type|= MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0|MB_TYPE_SKIP;
1498
1499         fill_decode_neighbors(h, mb_type);
1500         fill_decode_caches(h, mb_type); //FIXME check what is needed and what not ...
1501         pred_pskip_motion(h, &mx, &my);
1502         fill_rectangle(&h->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, 0, 1);
1503         fill_rectangle(  h->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, pack16to32(mx,my), 4);
1504     }
1505
1506     write_back_motion(h, mb_type);
1507     s->current_picture.mb_type[mb_xy]= mb_type;
1508     s->current_picture.qscale_table[mb_xy]= s->qscale;
1509     h->slice_table[ mb_xy ]= h->slice_num;
1510     h->prev_mb_skipped= 1;
1511 }
1512
1513 #include "h264_mvpred.h" //For pred_pskip_motion()
1514
1515 #endif /* AVCODEC_H264_H */