Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264.h
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_H264_H
29 #define AVCODEC_H264_H
30
31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "cabac.h"
34 #include "mpegvideo.h"
35 #include "h264dsp.h"
36 #include "h264pred.h"
37 #include "rectangle.h"
38
39 #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
40 #define mb_intra mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
41
42 #define CHROMA_DC_COEFF_TOKEN_VLC_BITS 8
43 #define COEFF_TOKEN_VLC_BITS           8
44 #define TOTAL_ZEROS_VLC_BITS           9
45 #define CHROMA_DC_TOTAL_ZEROS_VLC_BITS 3
46 #define RUN_VLC_BITS                   3
47 #define RUN7_VLC_BITS                  6
48
49 #define MAX_SPS_COUNT 32
50 #define MAX_PPS_COUNT 256
51
52 #define MAX_MMCO_COUNT 66
53
54 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT 16
55
56 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
57  * of progressive decoding by about 2%. */
58 #define ALLOW_INTERLACE
59
60 #define FMO 0
61
62 /**
63  * The maximum number of slices supported by the decoder.
64  * must be a power of 2
65  */
66 #define MAX_SLICES 16
67
68 #ifdef ALLOW_INTERLACE
69 #define MB_MBAFF h->mb_mbaff
70 #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
71 #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
72 #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
73 #define LEFT_MBS 2
74 #define LTOP 0
75 #define LBOT 1
76 #define LEFT(i) (i)
77 #else
78 #define MB_MBAFF 0
79 #define MB_FIELD 0
80 #define FRAME_MBAFF 0
81 #define FIELD_PICTURE 0
82 #undef  IS_INTERLACED
83 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
84 #define LEFT_MBS 1
85 #define LTOP 0
86 #define LBOT 0
87 #define LEFT(i) 0
88 #endif
89 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
90
91 #ifndef CABAC
92 #define CABAC h->pps.cabac
93 #endif
94
95 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
96
97 #define EXTENDED_SAR          255
98
99 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED //dirty but it fits in 16 bit
100 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
101 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
102 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
103
104 /**
105  * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
106  * is held for delayed output.
107  */
108 #define DELAYED_PIC_REF 4
109
110 #define QP_MAX_NUM (51 + 2*6)           // The maximum supported qp
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[6][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     int constraint_set_flags;          ///< constraint_set[0-3]_flag
213 }SPS;
214
215 /**
216  * Picture parameter set
217  */
218 typedef struct PPS{
219     unsigned int sps_id;
220     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
221     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
222     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
223     int mb_slice_group_map_type;
224     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
225     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
226     int weighted_bipred_idc;
227     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
228     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
229     int chroma_qp_index_offset[2];
230     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
231     int constrained_intra_pred; ///< constrained_intra_pred_flag
232     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
233     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
234     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
235     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
236     uint8_t chroma_qp_table[2][64];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
237     int chroma_qp_diff;
238 }PPS;
239
240 /**
241  * Memory management control operation opcode.
242  */
243 typedef enum MMCOOpcode{
244     MMCO_END=0,
245     MMCO_SHORT2UNUSED,
246     MMCO_LONG2UNUSED,
247     MMCO_SHORT2LONG,
248     MMCO_SET_MAX_LONG,
249     MMCO_RESET,
250     MMCO_LONG,
251 } MMCOOpcode;
252
253 /**
254  * Memory management control operation.
255  */
256 typedef struct MMCO{
257     MMCOOpcode opcode;
258     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
259     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
260 } MMCO;
261
262 /**
263  * H264Context
264  */
265 typedef struct H264Context{
266     MpegEncContext s;
267     H264DSPContext h264dsp;
268     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
269     int chroma_qp[2]; //QPc
270
271     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
272
273     int prev_mb_skipped;
274     int next_mb_skipped;
275
276     //prediction stuff
277     int chroma_pred_mode;
278     int intra16x16_pred_mode;
279
280     int topleft_mb_xy;
281     int top_mb_xy;
282     int topright_mb_xy;
283     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
284
285     int topleft_type;
286     int top_type;
287     int topright_type;
288     int left_type[LEFT_MBS];
289
290     const uint8_t * left_block;
291     int topleft_partition;
292
293     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
294     int8_t (*intra4x4_pred_mode);
295     H264PredContext hpc;
296     unsigned int topleft_samples_available;
297     unsigned int top_samples_available;
298     unsigned int topright_samples_available;
299     unsigned int left_samples_available;
300     uint8_t (*top_borders[2])[(16*3)*2];
301
302     /**
303      * non zero coeff count cache.
304      * is 64 if not available.
305      */
306     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15*8];
307
308     uint8_t (*non_zero_count)[48];
309
310     /**
311      * Motion vector cache.
312      */
313     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5*8][2];
314     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5*8];
315 #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
316 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
317
318     /**
319      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
320      */
321     int neighbor_transform_size;
322
323     /**
324      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
325      * block_offset[24..47] for field macroblocks
326      */
327     int block_offset[2*(16*3)];
328
329     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
330     uint32_t *mb2br_xy;
331     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
332
333     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
334     int mb_uvlinesize;
335
336     int emu_edge_width;
337     int emu_edge_height;
338
339     SPS sps; ///< current sps
340
341     /**
342      * current pps
343      */
344     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
345
346     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][16]; //FIXME should these be moved down?
347     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM+1][64];
348     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
349     uint32_t (*dequant8_coeff[6])[64];
350
351     int slice_num;
352     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
353     int slice_type;
354     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
355     int slice_type_fixed;
356
357     //interlacing specific flags
358     int mb_aff_frame;
359     int mb_field_decoding_flag;
360     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
361
362     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
363
364     //Weighted pred stuff
365     int use_weight;
366     int use_weight_chroma;
367     int luma_log2_weight_denom;
368     int chroma_log2_weight_denom;
369     //The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
370     int luma_weight[48][2][2];
371     int chroma_weight[48][2][2][2];
372     int implicit_weight[48][48][2];
373
374     int direct_spatial_mv_pred;
375     int col_parity;
376     int col_fieldoff;
377     int dist_scale_factor[16];
378     int dist_scale_factor_field[2][32];
379     int map_col_to_list0[2][16+32];
380     int map_col_to_list0_field[2][2][16+32];
381
382     /**
383      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
384      */
385     uint8_t *list_counts;            ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
386     unsigned int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
387     unsigned int list_count;
388     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
389                                           Reordered version of default_ref_list
390                                           according to picture reordering in slice header */
391     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
392
393     //data partitioning
394     GetBitContext intra_gb;
395     GetBitContext inter_gb;
396     GetBitContext *intra_gb_ptr;
397     GetBitContext *inter_gb_ptr;
398
399     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb)[16*48*2]; ///< as a dct coeffecient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
400     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, mb_luma_dc)[3][16*2];
401     DCTELEM mb_padding[256*2];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
402
403     /**
404      * Cabac
405      */
406     CABACContext cabac;
407     uint8_t      cabac_state[1024];
408
409     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
410     uint16_t     *cbp_table;
411     int cbp;
412     int top_cbp;
413     int left_cbp;
414     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
415     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
416     int         last_qscale_diff;
417     uint8_t     (*mvd_table[2])[2];
418     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5*8][2];
419     uint8_t     *direct_table;
420     uint8_t     direct_cache[5*8];
421
422     uint8_t zigzag_scan[16];
423     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
424     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
425     uint8_t field_scan[16];
426     uint8_t field_scan8x8[64];
427     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
428     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
429     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
430     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
431     const uint8_t *field_scan_q0;
432     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
433     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
434
435     int x264_build;
436
437     int mb_xy;
438
439     int is_complex;
440
441     //deblock
442     int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
443     int slice_alpha_c0_offset;
444     int slice_beta_offset;
445
446 //=============================================================
447     //Things below are not used in the MB or more inner code
448
449     int nal_ref_idc;
450     int nal_unit_type;
451     uint8_t *rbsp_buffer[2];
452     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
453
454     /**
455      * Used to parse AVC variant of h264
456      */
457     int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
458     int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
459     int got_first; ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
460
461     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
462     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
463
464     int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
465
466     uint16_t *slice_table_base;
467
468
469     //POC stuff
470     int poc_lsb;
471     int poc_msb;
472     int delta_poc_bottom;
473     int delta_poc[2];
474     int frame_num;
475     int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
476     int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
477     int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
478     int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
479     int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
480
481     /**
482      * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
483      */
484     int curr_pic_num;
485
486     /**
487      * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
488      */
489     int max_pic_num;
490
491     int redundant_pic_count;
492
493     Picture *short_ref[32];
494     Picture *long_ref[32];
495     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
496     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
497     Picture *next_output_pic;
498     int outputed_poc;
499     int next_outputed_poc;
500
501     /**
502      * memory management control operations buffer.
503      */
504     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
505     int mmco_index;
506
507     int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
508     int short_ref_count; ///< number of actual short term references
509
510     int          cabac_init_idc;
511
512     /**
513      * @name Members for slice based multithreading
514      * @{
515      */
516     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
517
518     /**
519      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
520      */
521     int current_slice;
522
523     /**
524      * Max number of threads / contexts.
525      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
526      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
527      * reduced to 1.
528      */
529     int max_contexts;
530
531     /**
532      *  1 if the single thread fallback warning has already been
533      *  displayed, 0 otherwise.
534      */
535     int single_decode_warning;
536
537     int last_slice_type;
538     /** @} */
539
540     /**
541      * pic_struct in picture timing SEI message
542      */
543     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
544
545     /**
546      * Complement sei_pic_struct
547      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
548      * However, soft telecined frames may have these values.
549      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
550      */
551     int prev_interlaced_frame;
552
553     /**
554      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
555      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
556      * interlaced).
557      */
558     int sei_ct_type;
559
560     /**
561      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
562      */
563     int sei_dpb_output_delay;
564
565     /**
566      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
567      */
568     int sei_cpb_removal_delay;
569
570     /**
571      * recovery_frame_cnt from SEI message
572      *
573      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
574      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
575      * frames.
576      */
577     int sei_recovery_frame_cnt;
578
579     int luma_weight_flag[2];   ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
580     int chroma_weight_flag[2]; ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
581
582     // Timestamp stuff
583     int sei_buffering_period_present;  ///< Buffering period SEI flag
584     int initial_cpb_removal_delay[32]; ///< Initial timestamps for CPBs
585 }H264Context;
586
587
588 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).
589
590 /**
591  * Decode SEI
592  */
593 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
594
595 /**
596  * Decode SPS
597  */
598 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
599
600 /**
601  * compute profile from sps
602  */
603 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
604
605 /**
606  * Decode PPS
607  */
608 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
609
610 /**
611  * Decode a network abstraction layer unit.
612  * @param consumed is the number of bytes used as input
613  * @param length is the length of the array
614  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here or a decode rbsp tailing?
615  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
616  */
617 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src, int *dst_length, int *consumed, int length);
618
619 /**
620  * Free any data that may have been allocated in the H264 context like SPS, PPS etc.
621  */
622 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h);
623
624 /**
625  * Reconstruct bitstream slice_type.
626  */
627 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
628
629 /**
630  * Allocate tables.
631  * needs width/height
632  */
633 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
634
635 /**
636  * Fill the default_ref_list.
637  */
638 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
639
640 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
641 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
642 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
643
644 /**
645  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
646  */
647 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
648
649 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb);
650
651 void ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h);
652
653
654 /**
655  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
656  */
657 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
658
659 /**
660  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the dc mode so it only uses the available blocks.
661  */
662 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode);
663
664 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
665 int ff_h264_frame_start(H264Context *h);
666 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
667 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
668 av_cold int ff_h264_decode_end(AVCodecContext *avctx);
669 av_cold void ff_h264_decode_init_vlc(void);
670
671 /**
672  * Decode a macroblock
673  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
674  */
675 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
676
677 /**
678  * Decode a CABAC coded macroblock
679  * @return 0 if OK, AC_ERROR / DC_ERROR / MV_ERROR if an error is noticed
680  */
681 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
682
683 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
684
685 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context * const h);
686 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context * const h);
687 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context * const h, int *mb_type);
688
689 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);
690 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);
691
692 /**
693  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
694  *
695  * @param h H.264 context.
696  */
697 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
698
699
700 /*
701 o-o o-o
702  / / /
703 o-o o-o
704  ,---'
705 o-o o-o
706  / / /
707 o-o o-o
708 */
709
710 /* Scan8 organization:
711  *    0 1 2 3 4 5 6 7
712  * 0  DY    y y y y y
713  * 1        y Y Y Y Y
714  * 2        y Y Y Y Y
715  * 3        y Y Y Y Y
716  * 4        y Y Y Y Y
717  * 5  DU    u u u u u
718  * 6        u U U U U
719  * 7        u U U U U
720  * 8        u U U U U
721  * 9        u U U U U
722  * 10 DV    v v v v v
723  * 11       v V V V V
724  * 12       v V V V V
725  * 13       v V V V V
726  * 14       v V V V V
727  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
728  */
729
730 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
731 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
732
733 //This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
734 static const uint8_t scan8[16*3 + 3]={
735  4+ 1*8, 5+ 1*8, 4+ 2*8, 5+ 2*8,
736  6+ 1*8, 7+ 1*8, 6+ 2*8, 7+ 2*8,
737  4+ 3*8, 5+ 3*8, 4+ 4*8, 5+ 4*8,
738  6+ 3*8, 7+ 3*8, 6+ 4*8, 7+ 4*8,
739  4+ 6*8, 5+ 6*8, 4+ 7*8, 5+ 7*8,
740  6+ 6*8, 7+ 6*8, 6+ 7*8, 7+ 7*8,
741  4+ 8*8, 5+ 8*8, 4+ 9*8, 5+ 9*8,
742  6+ 8*8, 7+ 8*8, 6+ 9*8, 7+ 9*8,
743  4+11*8, 5+11*8, 4+12*8, 5+12*8,
744  6+11*8, 7+11*8, 6+12*8, 7+12*8,
745  4+13*8, 5+13*8, 4+14*8, 5+14*8,
746  6+13*8, 7+13*8, 6+14*8, 7+14*8,
747  0+ 0*8, 0+ 5*8, 0+10*8
748 };
749
750 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b){
751 #if HAVE_BIGENDIAN
752    return (b&0xFFFF) + (a<<16);
753 #else
754    return (a&0xFFFF) + (b<<16);
755 #endif
756 }
757
758 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b){
759 #if HAVE_BIGENDIAN
760    return (b&0xFF) + (a<<8);
761 #else
762    return (a&0xFF) + (b<<8);
763 #endif
764 }
765
766 /**
767  * gets the chroma qp.
768  */
769 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale){
770     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
771 }
772
773 /**
774  * gets the predicted intra4x4 prediction mode.
775  */
776 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n){
777     const int index8= scan8[n];
778     const int left= h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
779     const int top = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
780     const int min= FFMIN(left, top);
781
782     tprintf(h->s.avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left ,top, min);
783
784     if(min<0) return DC_PRED;
785     else      return min;
786 }
787
788 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h){
789     int8_t *i4x4= h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
790     int8_t *i4x4_cache= h->intra4x4_pred_mode_cache;
791
792     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8*4);
793     i4x4[4]= i4x4_cache[7+8*3];
794     i4x4[5]= i4x4_cache[7+8*2];
795     i4x4[6]= i4x4_cache[7+8*1];
796 }
797
798 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h){
799     const int mb_xy= h->mb_xy;
800     uint8_t *nnz = h->non_zero_count[mb_xy];
801     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
802
803     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4+8* 1]);
804     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4+8* 2]);
805     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4+8* 3]);
806     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4+8* 4]);
807     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4+8* 6]);
808     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4+8* 7]);
809     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4+8*11]);
810     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4+8*12]);
811
812     if(CHROMA444){
813         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4+8* 8]);
814         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4+8* 9]);
815         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4+8*13]);
816         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4+8*14]);
817     }
818 }
819
820 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h, MpegEncContext * const s, int b_stride,
821                                                     int b_xy, int b8_xy, int mb_type, int list )
822 {
823     int16_t (*mv_dst)[2] = &s->current_picture.f.motion_val[list][b_xy];
824     int16_t (*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
825     AV_COPY128(mv_dst + 0*b_stride, mv_src + 8*0);
826     AV_COPY128(mv_dst + 1*b_stride, mv_src + 8*1);
827     AV_COPY128(mv_dst + 2*b_stride, mv_src + 8*2);
828     AV_COPY128(mv_dst + 3*b_stride, mv_src + 8*3);
829     if( CABAC ) {
830         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8*h->mb_xy : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
831         uint8_t (*mvd_src)[2] = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
832         if(IS_SKIP(mb_type))
833             AV_ZERO128(mvd_dst);
834         else{
835             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8*3);
836             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8*0);
837             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8*1);
838             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8*2);
839         }
840     }
841
842     {
843         int8_t *ref_index = &s->current_picture.f.ref_index[list][b8_xy];
844         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
845         ref_index[0+0*2]= ref_cache[scan8[0]];
846         ref_index[1+0*2]= ref_cache[scan8[4]];
847         ref_index[0+1*2]= ref_cache[scan8[8]];
848         ref_index[1+1*2]= ref_cache[scan8[12]];
849     }
850 }
851
852 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type){
853     MpegEncContext * const s = &h->s;
854     const int b_stride = h->b_stride;
855     const int b_xy = 4*s->mb_x + 4*s->mb_y*h->b_stride; //try mb2b(8)_xy
856     const int b8_xy= 4*h->mb_xy;
857
858     if(USES_LIST(mb_type, 0)){
859         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
860     }else{
861         fill_rectangle(&s->current_picture.f.ref_index[0][b8_xy],
862                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
863     }
864     if(USES_LIST(mb_type, 1)){
865         write_back_motion_list(h, s, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
866     }
867
868     if(h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC){
869         if(IS_8X8(mb_type)){
870             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4*h->mb_xy];
871             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1]>>1;
872             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2]>>1;
873             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3]>>1;
874         }
875     }
876 }
877
878 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h){
879     if(h->sps.direct_8x8_inference_flag)
880         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8                )*0x0001000100010001ULL));
881     else
882         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) & ((MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8|MB_TYPE_DIRECT2)*0x0001000100010001ULL));
883 }
884
885 #endif /* AVCODEC_H264_H */