h264: add a parameter to the CABAC macro.
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264.h
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_H264_H
29 #define AVCODEC_H264_H
30
31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
32 #include "cabac.h"
33 #include "error_resilience.h"
34 #include "get_bits.h"
35 #include "mpegvideo.h"
36 #include "h264chroma.h"
37 #include "h264dsp.h"
38 #include "h264pred.h"
39 #include "h264qpel.h"
40 #include "rectangle.h"
41
42 #define MAX_SPS_COUNT          32
43 #define MAX_PPS_COUNT         256
44
45 #define MAX_MMCO_COUNT         66
46
47 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
48
49 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
50  * of progressive decoding by about 2%. */
51 #define ALLOW_INTERLACE
52
53 #define FMO 0
54
55 /**
56  * The maximum number of slices supported by the decoder.
57  * must be a power of 2
58  */
59 #define MAX_SLICES 16
60
61 #ifdef ALLOW_INTERLACE
62 #define MB_MBAFF(h)    h->mb_mbaff
63 #define MB_FIELD(h)    h->mb_field_decoding_flag
64 #define FRAME_MBAFF(h) h->mb_aff_frame
65 #define FIELD_PICTURE(h) (h->picture_structure != PICT_FRAME)
66 #define LEFT_MBS 2
67 #define LTOP     0
68 #define LBOT     1
69 #define LEFT(i)  (i)
70 #else
71 #define MB_MBAFF(h)      0
72 #define MB_FIELD(h)      0
73 #define FRAME_MBAFF(h)   0
74 #define FIELD_PICTURE(h) 0
75 #undef  IS_INTERLACED
76 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
77 #define LEFT_MBS 1
78 #define LTOP     0
79 #define LBOT     0
80 #define LEFT(i)  0
81 #endif
82 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
83
84 #ifndef CABAC
85 #define CABAC(h) h->pps.cabac
86 #endif
87
88 #define CHROMA422 (h->sps.chroma_format_idc == 2)
89 #define CHROMA444 (h->sps.chroma_format_idc == 3)
90
91 #define EXTENDED_SAR       255
92
93 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
94 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
95 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
96 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
97
98 #define QP_MAX_NUM (51 + 2 * 6)           // The maximum supported qp
99
100 /* NAL unit types */
101 enum {
102     NAL_SLICE = 1,
103     NAL_DPA,
104     NAL_DPB,
105     NAL_DPC,
106     NAL_IDR_SLICE,
107     NAL_SEI,
108     NAL_SPS,
109     NAL_PPS,
110     NAL_AUD,
111     NAL_END_SEQUENCE,
112     NAL_END_STREAM,
113     NAL_FILLER_DATA,
114     NAL_SPS_EXT,
115     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
116     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
117 };
118
119 /**
120  * SEI message types
121  */
122 typedef enum {
123     SEI_BUFFERING_PERIOD            = 0,   ///< buffering period (H.264, D.1.1)
124     SEI_TYPE_PIC_TIMING             = 1,   ///< picture timing
125     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,   ///< unregistered user data
126     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT         = 6    ///< recovery point (frame # to decoder sync)
127 } SEI_Type;
128
129 /**
130  * pic_struct in picture timing SEI message
131  */
132 typedef enum {
133     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
134     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
135     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
136     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
137     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
138     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
139     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
140     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
141     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
142 } SEI_PicStructType;
143
144 /**
145  * Sequence parameter set
146  */
147 typedef struct SPS {
148     int profile_idc;
149     int level_idc;
150     int chroma_format_idc;
151     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
152     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
153     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
154     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
155     int delta_pic_order_always_zero_flag;
156     int offset_for_non_ref_pic;
157     int offset_for_top_to_bottom_field;
158     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
159     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
160     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
161     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
162     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
163     int frame_mbs_only_flag;
164     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
165     int direct_8x8_inference_flag;
166     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
167     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
168     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
169     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
170     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
171     int vui_parameters_present_flag;
172     AVRational sar;
173     int video_signal_type_present_flag;
174     int full_range;
175     int colour_description_present_flag;
176     enum AVColorPrimaries color_primaries;
177     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
178     enum AVColorSpace colorspace;
179     int timing_info_present_flag;
180     uint32_t num_units_in_tick;
181     uint32_t time_scale;
182     int fixed_frame_rate_flag;
183     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
184     int bitstream_restriction_flag;
185     int num_reorder_frames;
186     int scaling_matrix_present;
187     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
188     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
189     int nal_hrd_parameters_present_flag;
190     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
191     int pic_struct_present_flag;
192     int time_offset_length;
193     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
194     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
195     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
196     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
197     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
198     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
199     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
200     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
201     int new;                              ///< flag to keep track if the decoder context needs re-init due to changed SPS
202 } SPS;
203
204 /**
205  * Picture parameter set
206  */
207 typedef struct PPS {
208     unsigned int sps_id;
209     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
210     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
211     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
212     int mb_slice_group_map_type;
213     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
214     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
215     int weighted_bipred_idc;
216     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
217     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
218     int chroma_qp_index_offset[2];
219     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
220     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
221     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
222     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
223     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
224     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
225     uint8_t chroma_qp_table[2][64]; ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
226     int chroma_qp_diff;
227 } PPS;
228
229 /**
230  * Memory management control operation opcode.
231  */
232 typedef enum MMCOOpcode {
233     MMCO_END = 0,
234     MMCO_SHORT2UNUSED,
235     MMCO_LONG2UNUSED,
236     MMCO_SHORT2LONG,
237     MMCO_SET_MAX_LONG,
238     MMCO_RESET,
239     MMCO_LONG,
240 } MMCOOpcode;
241
242 /**
243  * Memory management control operation.
244  */
245 typedef struct MMCO {
246     MMCOOpcode opcode;
247     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
248     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
249 } MMCO;
250
251 /**
252  * H264Context
253  */
254 typedef struct H264Context {
255     AVCodecContext *avctx;
256     DSPContext       dsp;
257     VideoDSPContext vdsp;
258     H264DSPContext h264dsp;
259     H264ChromaContext h264chroma;
260     H264QpelContext h264qpel;
261     MotionEstContext me;
262     ParseContext parse_context;
263     GetBitContext gb;
264     ERContext er;
265
266     Picture *DPB;
267     Picture *cur_pic_ptr;
268     Picture cur_pic;
269
270     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H264, 1 for high-bit-depth H264
271     int chroma_qp[2];   // QPc
272
273     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
274
275     int width, height;
276     int linesize, uvlinesize;
277     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
278
279     int qscale;
280     int droppable;
281     int data_partitioning;
282     int coded_picture_number;
283     int low_delay;
284
285     int context_initialized;
286     int flags;
287     int workaround_bugs;
288
289     int prev_mb_skipped;
290     int next_mb_skipped;
291
292     // prediction stuff
293     int chroma_pred_mode;
294     int intra16x16_pred_mode;
295
296     int topleft_mb_xy;
297     int top_mb_xy;
298     int topright_mb_xy;
299     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
300
301     int topleft_type;
302     int top_type;
303     int topright_type;
304     int left_type[LEFT_MBS];
305
306     const uint8_t *left_block;
307     int topleft_partition;
308
309     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
310     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
311     H264PredContext hpc;
312     unsigned int topleft_samples_available;
313     unsigned int top_samples_available;
314     unsigned int topright_samples_available;
315     unsigned int left_samples_available;
316     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
317
318     /**
319      * non zero coeff count cache.
320      * is 64 if not available.
321      */
322     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
323
324     uint8_t (*non_zero_count)[48];
325
326     /**
327      * Motion vector cache.
328      */
329     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
330     DECLARE_ALIGNED(8, int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
331 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
332 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
333
334     /**
335      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
336      */
337     int neighbor_transform_size;
338
339     /**
340      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
341      * block_offset[24..47] for field macroblocks
342      */
343     int block_offset[2 * (16 * 3)];
344
345     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
346     uint32_t *mb2br_xy;
347     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
348
349     int mb_linesize;    ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
350     int mb_uvlinesize;
351
352     unsigned current_sps_id; ///< id of the current SPS
353     SPS sps; ///< current sps
354
355     /**
356      * current pps
357      */
358     PPS pps; // FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
359
360     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16]; // FIXME should these be moved down?
361     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
362     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
363     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
364
365     int slice_num;
366     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
367     int slice_type;
368     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
369     int slice_type_fixed;
370
371     // interlacing specific flags
372     int mb_aff_frame;
373     int mb_field_decoding_flag;
374     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
375     int picture_structure;
376     int first_field;
377
378     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
379
380     // Weighted pred stuff
381     int use_weight;
382     int use_weight_chroma;
383     int luma_log2_weight_denom;
384     int chroma_log2_weight_denom;
385     // The following 2 can be changed to int8_t but that causes 10cpu cycles speedloss
386     int luma_weight[48][2][2];
387     int chroma_weight[48][2][2][2];
388     int implicit_weight[48][48][2];
389
390     int direct_spatial_mv_pred;
391     int col_parity;
392     int col_fieldoff;
393     int dist_scale_factor[32];
394     int dist_scale_factor_field[2][32];
395     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
396     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
397
398     /**
399      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
400      */
401     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
402     unsigned int list_count;
403     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
404     Picture ref_list[2][48];            /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
405                                          *   Reordered version of default_ref_list
406                                          *   according to picture reordering in slice header */
407     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
408
409     // data partitioning
410     GetBitContext intra_gb;
411     GetBitContext inter_gb;
412     GetBitContext *intra_gb_ptr;
413     GetBitContext *inter_gb_ptr;
414
415     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
416     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2]; ///< as a dct coeffecient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
417     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
418     int16_t mb_padding[256 * 2];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
419
420     /**
421      * Cabac
422      */
423     CABACContext cabac;
424     uint8_t cabac_state[1024];
425
426     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
427     uint16_t *cbp_table;
428     int cbp;
429     int top_cbp;
430     int left_cbp;
431     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
432     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
433     int last_qscale_diff;
434     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
435     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
436     uint8_t *direct_table;
437     uint8_t direct_cache[5 * 8];
438
439     uint8_t zigzag_scan[16];
440     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
441     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
442     uint8_t field_scan[16];
443     uint8_t field_scan8x8[64];
444     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
445     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
446     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
447     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
448     const uint8_t *field_scan_q0;
449     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
450     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
451
452     int x264_build;
453
454     int mb_x, mb_y;
455     int resync_mb_x;
456     int resync_mb_y;
457     int mb_skip_run;
458     int mb_height, mb_width;
459     int mb_stride;
460     int mb_num;
461     int mb_xy;
462
463     int is_complex;
464
465     // deblock
466     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
467     int slice_alpha_c0_offset;
468     int slice_beta_offset;
469
470     // =============================================================
471     // Things below are not used in the MB or more inner code
472
473     int nal_ref_idc;
474     int nal_unit_type;
475     uint8_t *rbsp_buffer[2];
476     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
477
478     /**
479      * Used to parse AVC variant of h264
480      */
481     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
482     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
483     int got_first;        ///< this flag is != 0 if we've parsed a frame
484
485     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
486     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
487
488     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
489     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
490
491     int dequant_coeff_pps;      ///< reinit tables when pps changes
492
493     uint16_t *slice_table_base;
494
495     // POC stuff
496     int poc_lsb;
497     int poc_msb;
498     int delta_poc_bottom;
499     int delta_poc[2];
500     int frame_num;
501     int prev_poc_msb;           ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
502     int prev_poc_lsb;           ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
503     int frame_num_offset;       ///< for POC type 2
504     int prev_frame_num_offset;  ///< for POC type 2
505     int prev_frame_num;         ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
506
507     /**
508      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
509      */
510     int curr_pic_num;
511
512     /**
513      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
514      */
515     int max_pic_num;
516
517     int redundant_pic_count;
518
519     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
520     Picture *short_ref[32];
521     Picture *long_ref[32];
522     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
523     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
524     Picture *next_output_pic;
525     int outputed_poc;
526     int next_outputed_poc;
527
528     /**
529      * memory management control operations buffer.
530      */
531     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
532     int mmco_index;
533     int mmco_reset;
534
535     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
536     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
537
538     int cabac_init_idc;
539
540     /**
541      * @name Members for slice based multithreading
542      * @{
543      */
544     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
545
546     /**
547      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
548      */
549     int current_slice;
550
551     /**
552      * Max number of threads / contexts.
553      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
554      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
555      * reduced to 1.
556      */
557     int max_contexts;
558
559     int slice_context_count;
560
561     /**
562      *  1 if the single thread fallback warning has already been
563      *  displayed, 0 otherwise.
564      */
565     int single_decode_warning;
566
567     enum AVPictureType pict_type;
568
569     int last_slice_type;
570     /** @} */
571
572     /**
573      * pic_struct in picture timing SEI message
574      */
575     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
576
577     /**
578      * Complement sei_pic_struct
579      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
580      * However, soft telecined frames may have these values.
581      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
582      */
583     int prev_interlaced_frame;
584
585     /**
586      * Bit set of clock types for fields/frames in picture timing SEI message.
587      * For each found ct_type, appropriate bit is set (e.g., bit 1 for
588      * interlaced).
589      */
590     int sei_ct_type;
591
592     /**
593      * dpb_output_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.2.2
594      */
595     int sei_dpb_output_delay;
596
597     /**
598      * cpb_removal_delay in picture timing SEI message, see H.264 C.1.2
599      */
600     int sei_cpb_removal_delay;
601
602     /**
603      * recovery_frame_cnt from SEI message
604      *
605      * Set to -1 if no recovery point SEI message found or to number of frames
606      * before playback synchronizes. Frames having recovery point are key
607      * frames.
608      */
609     int sei_recovery_frame_cnt;
610
611     int luma_weight_flag[2];    ///< 7.4.3.2 luma_weight_lX_flag
612     int chroma_weight_flag[2];  ///< 7.4.3.2 chroma_weight_lX_flag
613
614     // Timestamp stuff
615     int sei_buffering_period_present;   ///< Buffering period SEI flag
616     int initial_cpb_removal_delay[32];  ///< Initial timestamps for CPBs
617
618     int cur_chroma_format_idc;
619     uint8_t *bipred_scratchpad;
620     uint8_t *edge_emu_buffer;
621     int16_t *dc_val_base;
622
623     AVBufferPool *qscale_table_pool;
624     AVBufferPool *mb_type_pool;
625     AVBufferPool *motion_val_pool;
626     AVBufferPool *ref_index_pool;
627 } H264Context;
628
629 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).
630 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
631
632 /**
633  * Decode SEI
634  */
635 int ff_h264_decode_sei(H264Context *h);
636
637 /**
638  * Decode SPS
639  */
640 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(H264Context *h);
641
642 /**
643  * compute profile from sps
644  */
645 int ff_h264_get_profile(SPS *sps);
646
647 /**
648  * Decode PPS
649  */
650 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(H264Context *h, int bit_length);
651
652 /**
653  * Decode a network abstraction layer unit.
654  * @param consumed is the number of bytes used as input
655  * @param length is the length of the array
656  * @param dst_length is the number of decoded bytes FIXME here
657  *                   or a decode rbsp tailing?
658  * @return decoded bytes, might be src+1 if no escapes
659  */
660 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, const uint8_t *src,
661                                   int *dst_length, int *consumed, int length);
662
663 /**
664  * Free any data that may have been allocated in the H264 context
665  * like SPS, PPS etc.
666  */
667 void ff_h264_free_context(H264Context *h);
668
669 /**
670  * Reconstruct bitstream slice_type.
671  */
672 int ff_h264_get_slice_type(const H264Context *h);
673
674 /**
675  * Allocate tables.
676  * needs width/height
677  */
678 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
679
680 /**
681  * Fill the default_ref_list.
682  */
683 int ff_h264_fill_default_ref_list(H264Context *h);
684
685 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(H264Context *h);
686 void ff_h264_fill_mbaff_ref_list(H264Context *h);
687 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
688
689 /**
690  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
691  */
692 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h, MMCO *mmco, int mmco_count);
693
694 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(H264Context *h, GetBitContext *gb,
695                                    int first_slice);
696
697 int ff_generate_sliding_window_mmcos(H264Context *h, int first_slice);
698
699 /**
700  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
701  * dc mode so it only uses the available blocks.
702  */
703 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(H264Context *h);
704
705 /**
706  * Check if the top & left blocks are available if needed & change the
707  * dc mode so it only uses the available blocks.
708  */
709 int ff_h264_check_intra_pred_mode(H264Context *h, int mode, int is_chroma);
710
711 void ff_h264_hl_decode_mb(H264Context *h);
712 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h);
713 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
714 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
715
716 /**
717  * Decode a macroblock
718  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
719  */
720 int ff_h264_decode_mb_cavlc(H264Context *h);
721
722 /**
723  * Decode a CABAC coded macroblock
724  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
725  */
726 int ff_h264_decode_mb_cabac(H264Context *h);
727
728 void ff_h264_init_cabac_states(H264Context *h);
729
730 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(H264Context *const h);
731 void ff_h264_direct_ref_list_init(H264Context *const h);
732 void ff_h264_pred_direct_motion(H264Context *const h, int *mb_type);
733
734 void ff_h264_filter_mb_fast(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
735                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
736                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
737 void ff_h264_filter_mb(H264Context *h, int mb_x, int mb_y,
738                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
739                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
740
741 /**
742  * Reset SEI values at the beginning of the frame.
743  *
744  * @param h H.264 context.
745  */
746 void ff_h264_reset_sei(H264Context *h);
747
748 /*
749  * o-o o-o
750  *  / / /
751  * o-o o-o
752  *  ,---'
753  * o-o o-o
754  *  / / /
755  * o-o o-o
756  */
757
758 /* Scan8 organization:
759  *    0 1 2 3 4 5 6 7
760  * 0  DY    y y y y y
761  * 1        y Y Y Y Y
762  * 2        y Y Y Y Y
763  * 3        y Y Y Y Y
764  * 4        y Y Y Y Y
765  * 5  DU    u u u u u
766  * 6        u U U U U
767  * 7        u U U U U
768  * 8        u U U U U
769  * 9        u U U U U
770  * 10 DV    v v v v v
771  * 11       v V V V V
772  * 12       v V V V V
773  * 13       v V V V V
774  * 14       v V V V V
775  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
776  */
777
778 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
779 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
780
781 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
782 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
783     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
784     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
785     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
786     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
787     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
788     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
789     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
790     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
791     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
792     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
793     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
794     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
795     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
796 };
797
798 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
799 {
800 #if HAVE_BIGENDIAN
801     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
802 #else
803     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
804 #endif
805 }
806
807 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
808 {
809 #if HAVE_BIGENDIAN
810     return (b & 0xFF) + (a << 8);
811 #else
812     return (a & 0xFF) + (b << 8);
813 #endif
814 }
815
816 /**
817  * Get the chroma qp.
818  */
819 static av_always_inline int get_chroma_qp(H264Context *h, int t, int qscale)
820 {
821     return h->pps.chroma_qp_table[t][qscale];
822 }
823
824 /**
825  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
826  */
827 static av_always_inline int pred_intra_mode(H264Context *h, int n)
828 {
829     const int index8 = scan8[n];
830     const int left   = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
831     const int top    = h->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
832     const int min    = FFMIN(left, top);
833
834     tprintf(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
835
836     if (min < 0)
837         return DC_PRED;
838     else
839         return min;
840 }
841
842 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(H264Context *h)
843 {
844     int8_t *i4x4       = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[h->mb_xy];
845     int8_t *i4x4_cache = h->intra4x4_pred_mode_cache;
846
847     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
848     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
849     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
850     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
851 }
852
853 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(H264Context *h)
854 {
855     const int mb_xy    = h->mb_xy;
856     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
857     uint8_t *nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
858
859     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
860     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
861     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
862     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
863     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
864     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
865     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
866     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
867
868     if (!h->chroma_y_shift) {
869         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
870         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
871         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
872         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
873     }
874 }
875
876 static av_always_inline void write_back_motion_list(H264Context *h,
877                                                     int b_stride,
878                                                     int b_xy, int b8_xy,
879                                                     int mb_type, int list)
880 {
881     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
882     int16_t(*mv_src)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
883     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
884     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
885     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
886     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
887     if (CABAC(h)) {
888         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &h->mvd_table[list][FMO ? 8 * h->mb_xy
889                                                         : h->mb2br_xy[h->mb_xy]];
890         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
891         if (IS_SKIP(mb_type)) {
892             AV_ZERO128(mvd_dst);
893         } else {
894             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
895             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
896             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
897             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
898         }
899     }
900
901     {
902         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
903         int8_t *ref_cache = h->ref_cache[list];
904         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
905         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
906         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
907         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
908     }
909 }
910
911 static av_always_inline void write_back_motion(H264Context *h, int mb_type)
912 {
913     const int b_stride      = h->b_stride;
914     const int b_xy  = 4 * h->mb_x + 4 * h->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
915     const int b8_xy = 4 * h->mb_xy;
916
917     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
918         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
919     } else {
920         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
921                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
922     }
923     if (USES_LIST(mb_type, 1))
924         write_back_motion_list(h, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
925
926     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
927         if (IS_8X8(mb_type)) {
928             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * h->mb_xy];
929             direct_table[1] = h->sub_mb_type[1] >> 1;
930             direct_table[2] = h->sub_mb_type[2] >> 1;
931             direct_table[3] = h->sub_mb_type[3] >> 1;
932         }
933     }
934 }
935
936 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(H264Context *h)
937 {
938     if (h->sps.direct_8x8_inference_flag)
939         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
940                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
941                   0x0001000100010001ULL));
942     else
943         return !(AV_RN64A(h->sub_mb_type) &
944                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
945                   0x0001000100010001ULL));
946 }
947
948 void ff_h264_draw_horiz_band(H264Context *h, int y, int height);
949
950 #endif /* AVCODEC_H264_H */