h264: decode the poc values from the slice header into the per-slice context
[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 / MPEG-4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_H264_H
29 #define AVCODEC_H264_H
30
31 #include "libavutil/buffer.h"
32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
33 #include "libavutil/thread.h"
34
35 #include "cabac.h"
36 #include "error_resilience.h"
37 #include "h264_parse.h"
38 #include "h264_sei.h"
39 #include "h2645_parse.h"
40 #include "h264chroma.h"
41 #include "h264dsp.h"
42 #include "h264pred.h"
43 #include "h264qpel.h"
44 #include "internal.h"
45 #include "mpegutils.h"
46 #include "parser.h"
47 #include "qpeldsp.h"
48 #include "rectangle.h"
49 #include "videodsp.h"
50
51 #define H264_MAX_PICTURE_COUNT 32
52
53 #define MAX_SPS_COUNT          32
54 #define MAX_PPS_COUNT         256
55
56 #define MAX_MMCO_COUNT         66
57
58 #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT  16
59
60 /* Compiling in interlaced support reduces the speed
61  * of progressive decoding by about 2%. */
62 #define ALLOW_INTERLACE
63
64 #define FMO 0
65
66 /**
67  * The maximum number of slices supported by the decoder.
68  * must be a power of 2
69  */
70 #define MAX_SLICES 32
71
72 #ifdef ALLOW_INTERLACE
73 #define MB_MBAFF(h)    h->mb_mbaff
74 #define MB_FIELD(h)    h->mb_field_decoding_flag
75 #define FRAME_MBAFF(h) h->mb_aff_frame
76 #define FIELD_PICTURE(h) (h->picture_structure != PICT_FRAME)
77 #define LEFT_MBS 2
78 #define LTOP     0
79 #define LBOT     1
80 #define LEFT(i)  (i)
81 #else
82 #define MB_MBAFF(h)      0
83 #define MB_FIELD(h)      0
84 #define FRAME_MBAFF(h)   0
85 #define FIELD_PICTURE(h) 0
86 #undef  IS_INTERLACED
87 #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
88 #define LEFT_MBS 1
89 #define LTOP     0
90 #define LBOT     0
91 #define LEFT(i)  0
92 #endif
93 #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h) (FRAME_MBAFF(h) || FIELD_PICTURE(h))
94
95 #ifndef CABAC
96 #define CABAC(h) h->ps.pps->cabac
97 #endif
98
99 #define CHROMA422(h) (h->ps.sps->chroma_format_idc == 2)
100 #define CHROMA444(h) (h->ps.sps->chroma_format_idc == 3)
101
102 #define EXTENDED_SAR       255
103
104 #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED // dirty but it fits in 16 bit
105 #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
106 #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
107 #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
108
109 #define QP_MAX_NUM (51 + 2 * 6)           // The maximum supported qp
110
111 /* NAL unit types */
112 enum {
113     NAL_SLICE           = 1,
114     NAL_DPA             = 2,
115     NAL_DPB             = 3,
116     NAL_DPC             = 4,
117     NAL_IDR_SLICE       = 5,
118     NAL_SEI             = 6,
119     NAL_SPS             = 7,
120     NAL_PPS             = 8,
121     NAL_AUD             = 9,
122     NAL_END_SEQUENCE    = 10,
123     NAL_END_STREAM      = 11,
124     NAL_FILLER_DATA     = 12,
125     NAL_SPS_EXT         = 13,
126     NAL_AUXILIARY_SLICE = 19,
127     NAL_FF_IGNORE       = 0xff0f001,
128 };
129
130 /**
131  * Sequence parameter set
132  */
133 typedef struct SPS {
134     unsigned int sps_id;
135     int profile_idc;
136     int level_idc;
137     int chroma_format_idc;
138     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
139     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
140     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
141     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
142     int delta_pic_order_always_zero_flag;
143     int offset_for_non_ref_pic;
144     int offset_for_top_to_bottom_field;
145     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
146     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
147     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
148     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
149     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
150     int frame_mbs_only_flag;
151     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
152     int direct_8x8_inference_flag;
153     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
154
155     /* those 4 are already in luma samples */
156     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
157     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
158     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
159     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
160     int vui_parameters_present_flag;
161     AVRational sar;
162     int video_signal_type_present_flag;
163     int full_range;
164     int colour_description_present_flag;
165     enum AVColorPrimaries color_primaries;
166     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
167     enum AVColorSpace colorspace;
168     int timing_info_present_flag;
169     uint32_t num_units_in_tick;
170     uint32_t time_scale;
171     int fixed_frame_rate_flag;
172     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
173     int bitstream_restriction_flag;
174     int num_reorder_frames;
175     int scaling_matrix_present;
176     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
177     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
178     int nal_hrd_parameters_present_flag;
179     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
180     int pic_struct_present_flag;
181     int time_offset_length;
182     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
183     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
184     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
185     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
186     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
187     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
188     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
189     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
190 } SPS;
191
192 /**
193  * Picture parameter set
194  */
195 typedef struct PPS {
196     unsigned int sps_id;
197     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
198     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
199     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
200     int mb_slice_group_map_type;
201     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
202     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
203     int weighted_bipred_idc;
204     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
205     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
206     int chroma_qp_index_offset[2];
207     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
208     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
209     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
210     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
211     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
212     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
213     uint8_t chroma_qp_table[2][64]; ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
214     int chroma_qp_diff;
215
216     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16];
217     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
218     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
219     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
220 } PPS;
221
222 typedef struct H264ParamSets {
223     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
224     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
225
226     /* currently active parameters sets */
227     const PPS *pps;
228     // FIXME this should properly be const
229     SPS *sps;
230 } H264ParamSets;
231
232 /**
233  * Memory management control operation opcode.
234  */
235 typedef enum MMCOOpcode {
236     MMCO_END = 0,
237     MMCO_SHORT2UNUSED,
238     MMCO_LONG2UNUSED,
239     MMCO_SHORT2LONG,
240     MMCO_SET_MAX_LONG,
241     MMCO_RESET,
242     MMCO_LONG,
243 } MMCOOpcode;
244
245 /**
246  * Memory management control operation.
247  */
248 typedef struct MMCO {
249     MMCOOpcode opcode;
250     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
251     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
252 } MMCO;
253
254 typedef struct H264Picture {
255     AVFrame *f;
256     ThreadFrame tf;
257
258     AVBufferRef *qscale_table_buf;
259     int8_t *qscale_table;
260
261     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
262     int16_t (*motion_val[2])[2];
263
264     AVBufferRef *mb_type_buf;
265     uint32_t *mb_type;
266
267     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
268     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
269
270     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
271     int8_t *ref_index[2];
272
273     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
274     int poc;                ///< frame POC
275     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
276     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
277                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
278     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
279                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
280     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
281     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
282     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
283     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
284     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
285
286     int reference;
287     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
288 } H264Picture;
289
290 typedef struct H264Ref {
291     uint8_t *data[3];
292     int linesize[3];
293
294     int reference;
295     int poc;
296     int pic_id;
297
298     H264Picture *parent;
299 } H264Ref;
300
301 typedef struct H264SliceContext {
302     struct H264Context *h264;
303     GetBitContext gb;
304     ERContext er;
305
306     int slice_num;
307     int slice_type;
308     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
309     int slice_type_fixed;
310
311     int qscale;
312     int chroma_qp[2];   // QPc
313     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
314     int last_qscale_diff;
315
316     // deblock
317     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
318     int slice_alpha_c0_offset;
319     int slice_beta_offset;
320
321     H264PredWeightTable pwt;
322
323     int prev_mb_skipped;
324     int next_mb_skipped;
325
326     int chroma_pred_mode;
327     int intra16x16_pred_mode;
328
329     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
330     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
331
332     int topleft_mb_xy;
333     int top_mb_xy;
334     int topright_mb_xy;
335     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
336
337     int topleft_type;
338     int top_type;
339     int topright_type;
340     int left_type[LEFT_MBS];
341
342     const uint8_t *left_block;
343     int topleft_partition;
344
345     unsigned int topleft_samples_available;
346     unsigned int top_samples_available;
347     unsigned int topright_samples_available;
348     unsigned int left_samples_available;
349
350     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
351     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
352     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
353
354     int mb_x, mb_y;
355     int mb_xy;
356     int resync_mb_x;
357     int resync_mb_y;
358     unsigned int first_mb_addr;
359     // index of the first MB of the next slice
360     int next_slice_idx;
361     int mb_skip_run;
362     int is_complex;
363
364     int picture_structure;
365     int mb_field_decoding_flag;
366     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
367
368     int redundant_pic_count;
369
370     /**
371      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
372      */
373     int neighbor_transform_size;
374
375     int direct_spatial_mv_pred;
376     int col_parity;
377     int col_fieldoff;
378
379     int cbp;
380     int top_cbp;
381     int left_cbp;
382
383     int dist_scale_factor[32];
384     int dist_scale_factor_field[2][32];
385     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
386     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
387
388     /**
389      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
390      */
391     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
392     unsigned int list_count;
393     H264Ref ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
394                                          *   Reordered version of default_ref_list
395                                          *   according to picture reordering in slice header */
396     struct {
397         uint8_t op;
398         uint8_t val;
399     } ref_modifications[2][32];
400     int nb_ref_modifications[2];
401
402     unsigned int pps_id;
403
404     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
405     int16_t *dc_val_base;
406
407     uint8_t *bipred_scratchpad;
408     uint8_t *edge_emu_buffer;
409     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
410     int bipred_scratchpad_allocated;
411     int edge_emu_buffer_allocated;
412     int top_borders_allocated[2];
413
414     /**
415      * non zero coeff count cache.
416      * is 64 if not available.
417      */
418     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
419
420     /**
421      * Motion vector cache.
422      */
423     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
424     DECLARE_ALIGNED(8,  int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
425     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
426     uint8_t direct_cache[5 * 8];
427
428     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
429
430     ///< as a DCT coefficient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
431     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2];
432     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
433     ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either
434     ///< check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
435     int16_t mb_padding[256 * 2];
436
437     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
438
439     /**
440      * Cabac
441      */
442     CABACContext cabac;
443     uint8_t cabac_state[1024];
444     int cabac_init_idc;
445
446     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
447     int  nb_mmco;
448     int explicit_ref_marking;
449
450     int frame_num;
451     int poc_lsb;
452     int delta_poc_bottom;
453     int delta_poc[2];
454 } H264SliceContext;
455
456 /**
457  * H264Context
458  */
459 typedef struct H264Context {
460     const AVClass *class;
461     AVCodecContext *avctx;
462     VideoDSPContext vdsp;
463     H264DSPContext h264dsp;
464     H264ChromaContext h264chroma;
465     H264QpelContext h264qpel;
466
467     H264Picture DPB[H264_MAX_PICTURE_COUNT];
468     H264Picture *cur_pic_ptr;
469     H264Picture cur_pic;
470
471     H264SliceContext *slice_ctx;
472     int            nb_slice_ctx;
473
474     H2645Packet pkt;
475
476     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H.264, 1 for high-bit-depth H.264
477
478     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
479     int width, height;
480     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
481
482     int droppable;
483     int coded_picture_number;
484
485     int context_initialized;
486     int flags;
487     int workaround_bugs;
488     /* Set when slice threading is used and at least one slice uses deblocking
489      * mode 1 (i.e. across slice boundaries). Then we disable the loop filter
490      * during normal MB decoding and execute it serially at the end.
491      */
492     int postpone_filter;
493
494     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
495     H264PredContext hpc;
496
497     uint8_t (*non_zero_count)[48];
498
499 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
500 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
501
502     /**
503      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
504      * block_offset[24..47] for field macroblocks
505      */
506     int block_offset[2 * (16 * 3)];
507
508     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
509     uint32_t *mb2br_xy;
510     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
511
512     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
513
514     // interlacing specific flags
515     int mb_aff_frame;
516     int picture_structure;
517     int first_field;
518
519     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
520
521     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
522     uint16_t *cbp_table;
523
524     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
525     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
526     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
527     uint8_t *direct_table;
528
529     uint8_t zigzag_scan[16];
530     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
531     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
532     uint8_t field_scan[16];
533     uint8_t field_scan8x8[64];
534     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
535     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
536     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
537     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
538     const uint8_t *field_scan_q0;
539     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
540     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
541
542     int mb_y;
543     int mb_height, mb_width;
544     int mb_stride;
545     int mb_num;
546
547     // =============================================================
548     // Things below are not used in the MB or more inner code
549
550     int nal_ref_idc;
551     int nal_unit_type;
552
553     /**
554      * Used to parse AVC variant of H.264
555      */
556     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
557     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
558
559     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
560     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
561
562     H264ParamSets ps;
563
564     uint16_t *slice_table_base;
565
566     H264POCContext poc;
567
568     /**
569      * frame_num for frames or 2 * frame_num + 1 for field pics.
570      */
571     int curr_pic_num;
572
573     /**
574      * max_frame_num or 2 * max_frame_num for field pics.
575      */
576     int max_pic_num;
577
578     H264Picture *short_ref[32];
579     H264Picture *long_ref[32];
580     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
581     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
582     H264Picture *next_output_pic;
583     int next_outputed_poc;
584
585     /**
586      * memory management control operations buffer.
587      */
588     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
589     int  nb_mmco;
590     int mmco_reset;
591     int explicit_ref_marking;
592
593     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
594     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
595
596     /**
597      * @name Members for slice based multithreading
598      * @{
599      */
600     /**
601      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
602      */
603     int current_slice;
604
605     /** @} */
606
607     /**
608      * Complement sei_pic_struct
609      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
610      * However, soft telecined frames may have these values.
611      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
612      */
613     int prev_interlaced_frame;
614
615     /**
616      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
617      * be fully constructed.
618      *
619      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
620      */
621     int recovery_frame;
622
623 /**
624  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
625  * decodable.
626  */
627 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
628 /**
629  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
630  * so all the following frames in presentation order are correct.
631  */
632 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
633
634     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
635
636     /* for frame threading, this is set to 1
637      * after finish_setup() has been called, so we cannot modify
638      * some context properties (which are supposed to stay constant between
639      * slices) anymore */
640     int setup_finished;
641
642     int enable_er;
643
644     H264SEIContext sei;
645
646     AVBufferPool *qscale_table_pool;
647     AVBufferPool *mb_type_pool;
648     AVBufferPool *motion_val_pool;
649     AVBufferPool *ref_index_pool;
650     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
651 } H264Context;
652
653 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
654
655 /**
656  * Decode SPS
657  */
658 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
659                                      H264ParamSets *ps);
660
661 /**
662  * Decode PPS
663  */
664 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
665                                          H264ParamSets *ps, int bit_length);
666
667 /**
668  * Reconstruct bitstream slice_type.
669  */
670 int ff_h264_get_slice_type(const H264SliceContext *sl);
671
672 /**
673  * Allocate tables.
674  * needs width/height
675  */
676 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
677
678 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
679 int ff_h264_build_ref_list(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
680 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
681
682 /**
683  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
684  */
685 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h);
686
687 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
688                                    GetBitContext *gb);
689
690 void ff_h264_hl_decode_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
691 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
692 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
693
694 /**
695  * Decode a macroblock
696  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
697  */
698 int ff_h264_decode_mb_cavlc(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
699
700 /**
701  * Decode a CABAC coded macroblock
702  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
703  */
704 int ff_h264_decode_mb_cabac(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
705
706 void ff_h264_init_cabac_states(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
707
708 void ff_h264_init_dequant_tables(H264Context *h);
709
710 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
711 void ff_h264_direct_ref_list_init(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
712 void ff_h264_pred_direct_motion(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl,
713                                 int *mb_type);
714
715 void ff_h264_filter_mb_fast(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
716                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
717                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
718 void ff_h264_filter_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
719                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
720                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
721
722 /*
723  * o-o o-o
724  *  / / /
725  * o-o o-o
726  *  ,---'
727  * o-o o-o
728  *  / / /
729  * o-o o-o
730  */
731
732 /* Scan8 organization:
733  *    0 1 2 3 4 5 6 7
734  * 0  DY    y y y y y
735  * 1        y Y Y Y Y
736  * 2        y Y Y Y Y
737  * 3        y Y Y Y Y
738  * 4        y Y Y Y Y
739  * 5  DU    u u u u u
740  * 6        u U U U U
741  * 7        u U U U U
742  * 8        u U U U U
743  * 9        u U U U U
744  * 10 DV    v v v v v
745  * 11       v V V V V
746  * 12       v V V V V
747  * 13       v V V V V
748  * 14       v V V V V
749  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
750  */
751
752 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
753 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
754
755 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
756 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
757     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
758     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
759     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
760     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
761     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
762     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
763     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
764     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
765     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
766     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
767     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
768     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
769     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
770 };
771
772 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
773 {
774 #if HAVE_BIGENDIAN
775     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
776 #else
777     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
778 #endif
779 }
780
781 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
782 {
783 #if HAVE_BIGENDIAN
784     return (b & 0xFF) + (a << 8);
785 #else
786     return (a & 0xFF) + (b << 8);
787 #endif
788 }
789
790 /**
791  * Get the chroma qp.
792  */
793 static av_always_inline int get_chroma_qp(const PPS *pps, int t, int qscale)
794 {
795     return pps->chroma_qp_table[t][qscale];
796 }
797
798 /**
799  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
800  */
801 static av_always_inline int pred_intra_mode(const H264Context *h,
802                                             H264SliceContext *sl, int n)
803 {
804     const int index8 = scan8[n];
805     const int left   = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
806     const int top    = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
807     const int min    = FFMIN(left, top);
808
809     ff_tlog(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
810
811     if (min < 0)
812         return DC_PRED;
813     else
814         return min;
815 }
816
817 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(const H264Context *h,
818                                                         H264SliceContext *sl)
819 {
820     int8_t *i4x4       = sl->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[sl->mb_xy];
821     int8_t *i4x4_cache = sl->intra4x4_pred_mode_cache;
822
823     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
824     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
825     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
826     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
827 }
828
829 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(const H264Context *h,
830                                                        H264SliceContext *sl)
831 {
832     const int mb_xy    = sl->mb_xy;
833     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
834     uint8_t *nnz_cache = sl->non_zero_count_cache;
835
836     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
837     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
838     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
839     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
840     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
841     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
842     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
843     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
844
845     if (!h->chroma_y_shift) {
846         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
847         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
848         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
849         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
850     }
851 }
852
853 static av_always_inline void write_back_motion_list(const H264Context *h,
854                                                     H264SliceContext *sl,
855                                                     int b_stride,
856                                                     int b_xy, int b8_xy,
857                                                     int mb_type, int list)
858 {
859     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
860     int16_t(*mv_src)[2] = &sl->mv_cache[list][scan8[0]];
861     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
862     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
863     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
864     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
865     if (CABAC(h)) {
866         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &sl->mvd_table[list][FMO ? 8 * sl->mb_xy
867                                                         : h->mb2br_xy[sl->mb_xy]];
868         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &sl->mvd_cache[list][scan8[0]];
869         if (IS_SKIP(mb_type)) {
870             AV_ZERO128(mvd_dst);
871         } else {
872             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
873             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
874             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
875             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
876         }
877     }
878
879     {
880         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
881         int8_t *ref_cache = sl->ref_cache[list];
882         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
883         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
884         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
885         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
886     }
887 }
888
889 static av_always_inline void write_back_motion(const H264Context *h,
890                                                H264SliceContext *sl,
891                                                int mb_type)
892 {
893     const int b_stride      = h->b_stride;
894     const int b_xy  = 4 * sl->mb_x + 4 * sl->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
895     const int b8_xy = 4 * sl->mb_xy;
896
897     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
898         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
899     } else {
900         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
901                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
902     }
903     if (USES_LIST(mb_type, 1))
904         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
905
906     if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
907         if (IS_8X8(mb_type)) {
908             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * sl->mb_xy];
909             direct_table[1] = sl->sub_mb_type[1] >> 1;
910             direct_table[2] = sl->sub_mb_type[2] >> 1;
911             direct_table[3] = sl->sub_mb_type[3] >> 1;
912         }
913     }
914 }
915
916 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(const H264Context *h, H264SliceContext *sl)
917 {
918     if (h->ps.sps->direct_8x8_inference_flag)
919         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
920                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
921                   0x0001000100010001ULL));
922     else
923         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
924                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
925                   0x0001000100010001ULL));
926 }
927
928 int ff_h264_field_end(H264Context *h, H264SliceContext *sl, int in_setup);
929
930 int ff_h264_ref_picture(H264Context *h, H264Picture *dst, H264Picture *src);
931 void ff_h264_unref_picture(H264Context *h, H264Picture *pic);
932
933 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
934
935 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int y, int height);
936
937 int ff_h264_decode_slice_header(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
938                                 const H2645NAL *nal);
939 int ff_h264_execute_decode_slices(H264Context *h, unsigned context_count);
940 int ff_h264_update_thread_context(AVCodecContext *dst,
941                                   const AVCodecContext *src);
942
943 void ff_h264_flush_change(H264Context *h);
944
945 void ff_h264_free_tables(H264Context *h);
946
947 #endif /* AVCODEC_H264_H */