Merge commit '21d8f4da91673051ad7055cf63d989488a56368e'
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264_mvpred.h
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... motion vector predicion
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 motion vector predicion.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_H264_MVPRED_H
29 #define AVCODEC_H264_MVPRED_H
30
31 #include "internal.h"
32 #include "avcodec.h"
33 #include "h264.h"
34 #include "mpegutils.h"
35 #include "libavutil/avassert.h"
36
37
38 static av_always_inline int fetch_diagonal_mv(H264Context *h, const int16_t **C,
39                                               int i, int list, int part_width)
40 {
41     const int topright_ref = h->ref_cache[list][i - 8 + part_width];
42
43     /* there is no consistent mapping of mvs to neighboring locations that will
44      * make mbaff happy, so we can't move all this logic to fill_caches */
45     if (FRAME_MBAFF(h)) {
46 #define SET_DIAG_MV(MV_OP, REF_OP, XY, Y4)                              \
47         const int xy = XY, y4 = Y4;                                     \
48         const int mb_type = mb_types[xy + (y4 >> 2) * h->mb_stride];    \
49         if (!USES_LIST(mb_type, list))                                  \
50             return LIST_NOT_USED;                                       \
51         mv = h->cur_pic_ptr->motion_val[list][h->mb2b_xy[xy] + 3 + y4 * h->b_stride]; \
52         h->mv_cache[list][scan8[0] - 2][0] = mv[0];                     \
53         h->mv_cache[list][scan8[0] - 2][1] = mv[1] MV_OP;               \
54         return h->cur_pic_ptr->ref_index[list][4 * xy + 1 + (y4 & ~1)] REF_OP;
55
56         if (topright_ref == PART_NOT_AVAILABLE
57             && i >= scan8[0] + 8 && (i & 7) == 4
58             && h->ref_cache[list][scan8[0] - 1] != PART_NOT_AVAILABLE) {
59             const uint32_t *mb_types = h->cur_pic_ptr->mb_type;
60             const int16_t *mv;
61             AV_ZERO32(h->mv_cache[list][scan8[0] - 2]);
62             *C = h->mv_cache[list][scan8[0] - 2];
63
64             if (!MB_FIELD(h) && IS_INTERLACED(h->left_type[0])) {
65                 SET_DIAG_MV(* 2, >> 1, h->left_mb_xy[0] + h->mb_stride,
66                             (h->mb_y & 1) * 2 + (i >> 5));
67             }
68             if (MB_FIELD(h) && !IS_INTERLACED(h->left_type[0])) {
69                 // left shift will turn LIST_NOT_USED into PART_NOT_AVAILABLE, but that's OK.
70                 SET_DIAG_MV(/ 2, << 1, h->left_mb_xy[i >= 36], ((i >> 2)) & 3);
71             }
72         }
73 #undef SET_DIAG_MV
74     }
75
76     if (topright_ref != PART_NOT_AVAILABLE) {
77         *C = h->mv_cache[list][i - 8 + part_width];
78         return topright_ref;
79     } else {
80         tprintf(h->avctx, "topright MV not available\n");
81
82         *C = h->mv_cache[list][i - 8 - 1];
83         return h->ref_cache[list][i - 8 - 1];
84     }
85 }
86
87 /**
88  * Get the predicted MV.
89  * @param n the block index
90  * @param part_width the width of the partition (4, 8,16) -> (1, 2, 4)
91  * @param mx the x component of the predicted motion vector
92  * @param my the y component of the predicted motion vector
93  */
94 static av_always_inline void pred_motion(H264Context *const h, int n,
95                                          int part_width, int list, int ref,
96                                          int *const mx, int *const my)
97 {
98     const int index8       = scan8[n];
99     const int top_ref      = h->ref_cache[list][index8 - 8];
100     const int left_ref     = h->ref_cache[list][index8 - 1];
101     const int16_t *const A = h->mv_cache[list][index8 - 1];
102     const int16_t *const B = h->mv_cache[list][index8 - 8];
103     const int16_t *C;
104     int diagonal_ref, match_count;
105
106     av_assert2(part_width == 1 || part_width == 2 || part_width == 4);
107
108 /* mv_cache
109  * B . . A T T T T
110  * U . . L . . , .
111  * U . . L . . . .
112  * U . . L . . , .
113  * . . . L . . . .
114  */
115
116     diagonal_ref = fetch_diagonal_mv(h, &C, index8, list, part_width);
117     match_count  = (diagonal_ref == ref) + (top_ref == ref) + (left_ref == ref);
118     tprintf(h->avctx, "pred_motion match_count=%d\n", match_count);
119     if (match_count > 1) { //most common
120         *mx = mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
121         *my = mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
122     } else if (match_count == 1) {
123         if (left_ref == ref) {
124             *mx = A[0];
125             *my = A[1];
126         } else if (top_ref == ref) {
127             *mx = B[0];
128             *my = B[1];
129         } else {
130             *mx = C[0];
131             *my = C[1];
132         }
133     } else {
134         if (top_ref      == PART_NOT_AVAILABLE &&
135             diagonal_ref == PART_NOT_AVAILABLE &&
136             left_ref     != PART_NOT_AVAILABLE) {
137             *mx = A[0];
138             *my = A[1];
139         } else {
140             *mx = mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
141             *my = mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
142         }
143     }
144
145     tprintf(h->avctx,
146             "pred_motion (%2d %2d %2d) (%2d %2d %2d) (%2d %2d %2d) -> (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n",
147             top_ref, B[0], B[1], diagonal_ref, C[0], C[1], left_ref,
148             A[0], A[1], ref, *mx, *my, h->mb_x, h->mb_y, n, list);
149 }
150
151 /**
152  * Get the directionally predicted 16x8 MV.
153  * @param n the block index
154  * @param mx the x component of the predicted motion vector
155  * @param my the y component of the predicted motion vector
156  */
157 static av_always_inline void pred_16x8_motion(H264Context *const h,
158                                               int n, int list, int ref,
159                                               int *const mx, int *const my)
160 {
161     if (n == 0) {
162         const int top_ref      = h->ref_cache[list][scan8[0] - 8];
163         const int16_t *const B = h->mv_cache[list][scan8[0] - 8];
164
165         tprintf(h->avctx, "pred_16x8: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n",
166                 top_ref, B[0], B[1], h->mb_x, h->mb_y, n, list);
167
168         if (top_ref == ref) {
169             *mx = B[0];
170             *my = B[1];
171             return;
172         }
173     } else {
174         const int left_ref     = h->ref_cache[list][scan8[8] - 1];
175         const int16_t *const A = h->mv_cache[list][scan8[8] - 1];
176
177         tprintf(h->avctx, "pred_16x8: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n",
178                 left_ref, A[0], A[1], h->mb_x, h->mb_y, n, list);
179
180         if (left_ref == ref) {
181             *mx = A[0];
182             *my = A[1];
183             return;
184         }
185     }
186
187     //RARE
188     pred_motion(h, n, 4, list, ref, mx, my);
189 }
190
191 /**
192  * Get the directionally predicted 8x16 MV.
193  * @param n the block index
194  * @param mx the x component of the predicted motion vector
195  * @param my the y component of the predicted motion vector
196  */
197 static av_always_inline void pred_8x16_motion(H264Context *const h,
198                                               int n, int list, int ref,
199                                               int *const mx, int *const my)
200 {
201     if (n == 0) {
202         const int left_ref     = h->ref_cache[list][scan8[0] - 1];
203         const int16_t *const A = h->mv_cache[list][scan8[0] - 1];
204
205         tprintf(h->avctx, "pred_8x16: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n",
206                 left_ref, A[0], A[1], h->mb_x, h->mb_y, n, list);
207
208         if (left_ref == ref) {
209             *mx = A[0];
210             *my = A[1];
211             return;
212         }
213     } else {
214         const int16_t *C;
215         int diagonal_ref;
216
217         diagonal_ref = fetch_diagonal_mv(h, &C, scan8[4], list, 2);
218
219         tprintf(h->avctx, "pred_8x16: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n",
220                 diagonal_ref, C[0], C[1], h->mb_x, h->mb_y, n, list);
221
222         if (diagonal_ref == ref) {
223             *mx = C[0];
224             *my = C[1];
225             return;
226         }
227     }
228
229     //RARE
230     pred_motion(h, n, 2, list, ref, mx, my);
231 }
232
233 #define FIX_MV_MBAFF(type, refn, mvn, idx)      \
234     if (FRAME_MBAFF(h)) {                       \
235         if (MB_FIELD(h)) {                      \
236             if (!IS_INTERLACED(type)) {         \
237                 refn <<= 1;                     \
238                 AV_COPY32(mvbuf[idx], mvn);     \
239                 mvbuf[idx][1] /= 2;             \
240                 mvn = mvbuf[idx];               \
241             }                                   \
242         } else {                                \
243             if (IS_INTERLACED(type)) {          \
244                 refn >>= 1;                     \
245                 AV_COPY32(mvbuf[idx], mvn);     \
246                 mvbuf[idx][1] <<= 1;            \
247                 mvn = mvbuf[idx];               \
248             }                                   \
249         }                                       \
250     }
251
252 static av_always_inline void pred_pskip_motion(H264Context *const h)
253 {
254     DECLARE_ALIGNED(4, static const int16_t, zeromv)[2] = { 0 };
255     DECLARE_ALIGNED(4, int16_t, mvbuf)[3][2];
256     int8_t *ref     = h->cur_pic.ref_index[0];
257     int16_t(*mv)[2] = h->cur_pic.motion_val[0];
258     int top_ref, left_ref, diagonal_ref, match_count, mx, my;
259     const int16_t *A, *B, *C;
260     int b_stride = h->b_stride;
261
262     fill_rectangle(&h->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, 0, 1);
263
264     /* To avoid doing an entire fill_decode_caches, we inline the relevant
265      * parts here.
266      * FIXME: this is a partial duplicate of the logic in fill_decode_caches,
267      * but it's faster this way.  Is there a way to avoid this duplication?
268      */
269     if (USES_LIST(h->left_type[LTOP], 0)) {
270         left_ref = ref[4 * h->left_mb_xy[LTOP] + 1 + (h->left_block[0] & ~1)];
271         A = mv[h->mb2b_xy[h->left_mb_xy[LTOP]] + 3 + b_stride * h->left_block[0]];
272         FIX_MV_MBAFF(h->left_type[LTOP], left_ref, A, 0);
273         if (!(left_ref | AV_RN32A(A)))
274             goto zeromv;
275     } else if (h->left_type[LTOP]) {
276         left_ref = LIST_NOT_USED;
277         A        = zeromv;
278     } else {
279         goto zeromv;
280     }
281
282     if (USES_LIST(h->top_type, 0)) {
283         top_ref = ref[4 * h->top_mb_xy + 2];
284         B       = mv[h->mb2b_xy[h->top_mb_xy] + 3 * b_stride];
285         FIX_MV_MBAFF(h->top_type, top_ref, B, 1);
286         if (!(top_ref | AV_RN32A(B)))
287             goto zeromv;
288     } else if (h->top_type) {
289         top_ref = LIST_NOT_USED;
290         B       = zeromv;
291     } else {
292         goto zeromv;
293     }
294
295     tprintf(h->avctx, "pred_pskip: (%d) (%d) at %2d %2d\n",
296             top_ref, left_ref, h->mb_x, h->mb_y);
297
298     if (USES_LIST(h->topright_type, 0)) {
299         diagonal_ref = ref[4 * h->topright_mb_xy + 2];
300         C = mv[h->mb2b_xy[h->topright_mb_xy] + 3 * b_stride];
301         FIX_MV_MBAFF(h->topright_type, diagonal_ref, C, 2);
302     } else if (h->topright_type) {
303         diagonal_ref = LIST_NOT_USED;
304         C = zeromv;
305     } else {
306         if (USES_LIST(h->topleft_type, 0)) {
307             diagonal_ref = ref[4 * h->topleft_mb_xy + 1 +
308                                (h->topleft_partition & 2)];
309             C = mv[h->mb2b_xy[h->topleft_mb_xy] + 3 + b_stride +
310                    (h->topleft_partition & 2 * b_stride)];
311             FIX_MV_MBAFF(h->topleft_type, diagonal_ref, C, 2);
312         } else if (h->topleft_type) {
313             diagonal_ref = LIST_NOT_USED;
314             C            = zeromv;
315         } else {
316             diagonal_ref = PART_NOT_AVAILABLE;
317             C            = zeromv;
318         }
319     }
320
321     match_count = !diagonal_ref + !top_ref + !left_ref;
322     tprintf(h->avctx, "pred_pskip_motion match_count=%d\n", match_count);
323     if (match_count > 1) {
324         mx = mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
325         my = mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
326     } else if (match_count == 1) {
327         if (!left_ref) {
328             mx = A[0];
329             my = A[1];
330         } else if (!top_ref) {
331             mx = B[0];
332             my = B[1];
333         } else {
334             mx = C[0];
335             my = C[1];
336         }
337     } else {
338         mx = mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
339         my = mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
340     }
341
342     fill_rectangle(h->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, pack16to32(mx, my), 4);
343     return;
344
345 zeromv:
346     fill_rectangle(h->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, 0, 4);
347     return;
348 }
349
350 static void fill_decode_neighbors(H264Context *h, int mb_type)
351 {
352     const int mb_xy = h->mb_xy;
353     int topleft_xy, top_xy, topright_xy, left_xy[LEFT_MBS];
354     static const uint8_t left_block_options[4][32] = {
355         { 0, 1, 2, 3, 7, 10, 8, 11, 3 + 0 * 4, 3 + 1 * 4, 3 + 2 * 4, 3 + 3 * 4, 1 + 4 * 4, 1 + 8 * 4, 1 + 5 * 4, 1 + 9 * 4 },
356         { 2, 2, 3, 3, 8, 11, 8, 11, 3 + 2 * 4, 3 + 2 * 4, 3 + 3 * 4, 3 + 3 * 4, 1 + 5 * 4, 1 + 9 * 4, 1 + 5 * 4, 1 + 9 * 4 },
357         { 0, 0, 1, 1, 7, 10, 7, 10, 3 + 0 * 4, 3 + 0 * 4, 3 + 1 * 4, 3 + 1 * 4, 1 + 4 * 4, 1 + 8 * 4, 1 + 4 * 4, 1 + 8 * 4 },
358         { 0, 2, 0, 2, 7, 10, 7, 10, 3 + 0 * 4, 3 + 2 * 4, 3 + 0 * 4, 3 + 2 * 4, 1 + 4 * 4, 1 + 8 * 4, 1 + 4 * 4, 1 + 8 * 4 }
359     };
360
361     h->topleft_partition = -1;
362
363     top_xy = mb_xy - (h->mb_stride << MB_FIELD(h));
364
365     /* Wow, what a mess, why didn't they simplify the interlacing & intra
366      * stuff, I can't imagine that these complex rules are worth it. */
367
368     topleft_xy    = top_xy - 1;
369     topright_xy   = top_xy + 1;
370     left_xy[LBOT] = left_xy[LTOP] = mb_xy - 1;
371     h->left_block = left_block_options[0];
372     if (FRAME_MBAFF(h)) {
373         const int left_mb_field_flag = IS_INTERLACED(h->cur_pic.mb_type[mb_xy - 1]);
374         const int curr_mb_field_flag = IS_INTERLACED(mb_type);
375         if (h->mb_y & 1) {
376             if (left_mb_field_flag != curr_mb_field_flag) {
377                 left_xy[LBOT] = left_xy[LTOP] = mb_xy - h->mb_stride - 1;
378                 if (curr_mb_field_flag) {
379                     left_xy[LBOT] += h->mb_stride;
380                     h->left_block  = left_block_options[3];
381                 } else {
382                     topleft_xy += h->mb_stride;
383                     /* take top left mv from the middle of the mb, as opposed
384                      * to all other modes which use the bottom right partition */
385                     h->topleft_partition = 0;
386                     h->left_block        = left_block_options[1];
387                 }
388             }
389         } else {
390             if (curr_mb_field_flag) {
391                 topleft_xy  += h->mb_stride & (((h->cur_pic.mb_type[top_xy - 1] >> 7) & 1) - 1);
392                 topright_xy += h->mb_stride & (((h->cur_pic.mb_type[top_xy + 1] >> 7) & 1) - 1);
393                 top_xy      += h->mb_stride & (((h->cur_pic.mb_type[top_xy]     >> 7) & 1) - 1);
394             }
395             if (left_mb_field_flag != curr_mb_field_flag) {
396                 if (curr_mb_field_flag) {
397                     left_xy[LBOT] += h->mb_stride;
398                     h->left_block  = left_block_options[3];
399                 } else {
400                     h->left_block = left_block_options[2];
401                 }
402             }
403         }
404     }
405
406     h->topleft_mb_xy    = topleft_xy;
407     h->top_mb_xy        = top_xy;
408     h->topright_mb_xy   = topright_xy;
409     h->left_mb_xy[LTOP] = left_xy[LTOP];
410     h->left_mb_xy[LBOT] = left_xy[LBOT];
411     //FIXME do we need all in the context?
412
413     h->topleft_type    = h->cur_pic.mb_type[topleft_xy];
414     h->top_type        = h->cur_pic.mb_type[top_xy];
415     h->topright_type   = h->cur_pic.mb_type[topright_xy];
416     h->left_type[LTOP] = h->cur_pic.mb_type[left_xy[LTOP]];
417     h->left_type[LBOT] = h->cur_pic.mb_type[left_xy[LBOT]];
418
419     if (FMO) {
420         if (h->slice_table[topleft_xy] != h->slice_num)
421             h->topleft_type = 0;
422         if (h->slice_table[top_xy] != h->slice_num)
423             h->top_type = 0;
424         if (h->slice_table[left_xy[LTOP]] != h->slice_num)
425             h->left_type[LTOP] = h->left_type[LBOT] = 0;
426     } else {
427         if (h->slice_table[topleft_xy] != h->slice_num) {
428             h->topleft_type = 0;
429             if (h->slice_table[top_xy] != h->slice_num)
430                 h->top_type = 0;
431             if (h->slice_table[left_xy[LTOP]] != h->slice_num)
432                 h->left_type[LTOP] = h->left_type[LBOT] = 0;
433         }
434     }
435     if (h->slice_table[topright_xy] != h->slice_num)
436         h->topright_type = 0;
437 }
438
439 static void fill_decode_caches(H264Context *h, int mb_type)
440 {
441     int topleft_xy, top_xy, topright_xy, left_xy[LEFT_MBS];
442     int topleft_type, top_type, topright_type, left_type[LEFT_MBS];
443     const uint8_t *left_block = h->left_block;
444     int i;
445     uint8_t *nnz;
446     uint8_t *nnz_cache;
447
448     topleft_xy      = h->topleft_mb_xy;
449     top_xy          = h->top_mb_xy;
450     topright_xy     = h->topright_mb_xy;
451     left_xy[LTOP]   = h->left_mb_xy[LTOP];
452     left_xy[LBOT]   = h->left_mb_xy[LBOT];
453     topleft_type    = h->topleft_type;
454     top_type        = h->top_type;
455     topright_type   = h->topright_type;
456     left_type[LTOP] = h->left_type[LTOP];
457     left_type[LBOT] = h->left_type[LBOT];
458
459     if (!IS_SKIP(mb_type)) {
460         if (IS_INTRA(mb_type)) {
461             int type_mask = h->pps.constrained_intra_pred ? IS_INTRA(-1) : -1;
462             h->topleft_samples_available      =
463                 h->top_samples_available      =
464                     h->left_samples_available = 0xFFFF;
465             h->topright_samples_available     = 0xEEEA;
466
467             if (!(top_type & type_mask)) {
468                 h->topleft_samples_available  = 0xB3FF;
469                 h->top_samples_available      = 0x33FF;
470                 h->topright_samples_available = 0x26EA;
471             }
472             if (IS_INTERLACED(mb_type) != IS_INTERLACED(left_type[LTOP])) {
473                 if (IS_INTERLACED(mb_type)) {
474                     if (!(left_type[LTOP] & type_mask)) {
475                         h->topleft_samples_available &= 0xDFFF;
476                         h->left_samples_available    &= 0x5FFF;
477                     }
478                     if (!(left_type[LBOT] & type_mask)) {
479                         h->topleft_samples_available &= 0xFF5F;
480                         h->left_samples_available    &= 0xFF5F;
481                     }
482                 } else {
483                     int left_typei = h->cur_pic.mb_type[left_xy[LTOP] + h->mb_stride];
484
485                     av_assert2(left_xy[LTOP] == left_xy[LBOT]);
486                     if (!((left_typei & type_mask) && (left_type[LTOP] & type_mask))) {
487                         h->topleft_samples_available &= 0xDF5F;
488                         h->left_samples_available    &= 0x5F5F;
489                     }
490                 }
491             } else {
492                 if (!(left_type[LTOP] & type_mask)) {
493                     h->topleft_samples_available &= 0xDF5F;
494                     h->left_samples_available    &= 0x5F5F;
495                 }
496             }
497
498             if (!(topleft_type & type_mask))
499                 h->topleft_samples_available &= 0x7FFF;
500
501             if (!(topright_type & type_mask))
502                 h->topright_samples_available &= 0xFBFF;
503
504             if (IS_INTRA4x4(mb_type)) {
505                 if (IS_INTRA4x4(top_type)) {
506                     AV_COPY32(h->intra4x4_pred_mode_cache + 4 + 8 * 0, h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[top_xy]);
507                 } else {
508                     h->intra4x4_pred_mode_cache[4 + 8 * 0] =
509                     h->intra4x4_pred_mode_cache[5 + 8 * 0] =
510                     h->intra4x4_pred_mode_cache[6 + 8 * 0] =
511                     h->intra4x4_pred_mode_cache[7 + 8 * 0] = 2 - 3 * !(top_type & type_mask);
512                 }
513                 for (i = 0; i < 2; i++) {
514                     if (IS_INTRA4x4(left_type[LEFT(i)])) {
515                         int8_t *mode = h->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[left_xy[LEFT(i)]];
516                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3 + 8 * 1 + 2 * 8 * i] = mode[6 - left_block[0 + 2 * i]];
517                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3 + 8 * 2 + 2 * 8 * i] = mode[6 - left_block[1 + 2 * i]];
518                     } else {
519                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3 + 8 * 1 + 2 * 8 * i] =
520                         h->intra4x4_pred_mode_cache[3 + 8 * 2 + 2 * 8 * i] = 2 - 3 * !(left_type[LEFT(i)] & type_mask);
521                     }
522                 }
523             }
524         }
525
526         /*
527          * 0 . T T. T T T T
528          * 1 L . .L . . . .
529          * 2 L . .L . . . .
530          * 3 . T TL . . . .
531          * 4 L . .L . . . .
532          * 5 L . .. . . . .
533          */
534         /* FIXME: constraint_intra_pred & partitioning & nnz
535          * (let us hope this is just a typo in the spec) */
536         nnz_cache = h->non_zero_count_cache;
537         if (top_type) {
538             nnz = h->non_zero_count[top_xy];
539             AV_COPY32(&nnz_cache[4 + 8 * 0], &nnz[4 * 3]);
540             if (!h->chroma_y_shift) {
541                 AV_COPY32(&nnz_cache[4 + 8 *  5], &nnz[4 *  7]);
542                 AV_COPY32(&nnz_cache[4 + 8 * 10], &nnz[4 * 11]);
543             } else {
544                 AV_COPY32(&nnz_cache[4 + 8 *  5], &nnz[4 * 5]);
545                 AV_COPY32(&nnz_cache[4 + 8 * 10], &nnz[4 * 9]);
546             }
547         } else {
548             uint32_t top_empty = CABAC(h) && !IS_INTRA(mb_type) ? 0 : 0x40404040;
549             AV_WN32A(&nnz_cache[4 + 8 *  0], top_empty);
550             AV_WN32A(&nnz_cache[4 + 8 *  5], top_empty);
551             AV_WN32A(&nnz_cache[4 + 8 * 10], top_empty);
552         }
553
554         for (i = 0; i < 2; i++) {
555             if (left_type[LEFT(i)]) {
556                 nnz = h->non_zero_count[left_xy[LEFT(i)]];
557                 nnz_cache[3 + 8 * 1 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 0 + 2 * i]];
558                 nnz_cache[3 + 8 * 2 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 1 + 2 * i]];
559                 if (CHROMA444(h)) {
560                     nnz_cache[3 + 8 *  6 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 0 + 2 * i] + 4 * 4];
561                     nnz_cache[3 + 8 *  7 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 1 + 2 * i] + 4 * 4];
562                     nnz_cache[3 + 8 * 11 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 0 + 2 * i] + 8 * 4];
563                     nnz_cache[3 + 8 * 12 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 1 + 2 * i] + 8 * 4];
564                 } else if (CHROMA422(h)) {
565                     nnz_cache[3 + 8 *  6 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 0 + 2 * i] - 2 + 4 * 4];
566                     nnz_cache[3 + 8 *  7 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 1 + 2 * i] - 2 + 4 * 4];
567                     nnz_cache[3 + 8 * 11 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 0 + 2 * i] - 2 + 8 * 4];
568                     nnz_cache[3 + 8 * 12 + 2 * 8 * i] = nnz[left_block[8 + 1 + 2 * i] - 2 + 8 * 4];
569                 } else {
570                     nnz_cache[3 + 8 *  6 + 8 * i] = nnz[left_block[8 + 4 + 2 * i]];
571                     nnz_cache[3 + 8 * 11 + 8 * i] = nnz[left_block[8 + 5 + 2 * i]];
572                 }
573             } else {
574                 nnz_cache[3 + 8 *  1 + 2 * 8 * i] =
575                 nnz_cache[3 + 8 *  2 + 2 * 8 * i] =
576                 nnz_cache[3 + 8 *  6 + 2 * 8 * i] =
577                 nnz_cache[3 + 8 *  7 + 2 * 8 * i] =
578                 nnz_cache[3 + 8 * 11 + 2 * 8 * i] =
579                 nnz_cache[3 + 8 * 12 + 2 * 8 * i] = CABAC(h) && !IS_INTRA(mb_type) ? 0 : 64;
580             }
581         }
582
583         if (CABAC(h)) {
584             // top_cbp
585             if (top_type)
586                 h->top_cbp = h->cbp_table[top_xy];
587             else
588                 h->top_cbp = IS_INTRA(mb_type) ? 0x7CF : 0x00F;
589             // left_cbp
590             if (left_type[LTOP]) {
591                 h->left_cbp =   (h->cbp_table[left_xy[LTOP]] & 0x7F0) |
592                                ((h->cbp_table[left_xy[LTOP]] >> (left_block[0] & (~1))) & 2) |
593                               (((h->cbp_table[left_xy[LBOT]] >> (left_block[2] & (~1))) & 2) << 2);
594             } else {
595                 h->left_cbp = IS_INTRA(mb_type) ? 0x7CF : 0x00F;
596             }
597         }
598     }
599
600     if (IS_INTER(mb_type) || (IS_DIRECT(mb_type) && h->direct_spatial_mv_pred)) {
601         int list;
602         int b_stride = h->b_stride;
603         for (list = 0; list < h->list_count; list++) {
604             int8_t *ref_cache = &h->ref_cache[list][scan8[0]];
605             int8_t *ref       = h->cur_pic.ref_index[list];
606             int16_t(*mv_cache)[2] = &h->mv_cache[list][scan8[0]];
607             int16_t(*mv)[2]       = h->cur_pic.motion_val[list];
608             if (!USES_LIST(mb_type, list))
609                 continue;
610             av_assert2(!(IS_DIRECT(mb_type) && !h->direct_spatial_mv_pred));
611
612             if (USES_LIST(top_type, list)) {
613                 const int b_xy = h->mb2b_xy[top_xy] + 3 * b_stride;
614                 AV_COPY128(mv_cache[0 - 1 * 8], mv[b_xy + 0]);
615                 ref_cache[0 - 1 * 8] =
616                 ref_cache[1 - 1 * 8] = ref[4 * top_xy + 2];
617                 ref_cache[2 - 1 * 8] =
618                 ref_cache[3 - 1 * 8] = ref[4 * top_xy + 3];
619             } else {
620                 AV_ZERO128(mv_cache[0 - 1 * 8]);
621                 AV_WN32A(&ref_cache[0 - 1 * 8],
622                          ((top_type ? LIST_NOT_USED : PART_NOT_AVAILABLE) & 0xFF) * 0x01010101u);
623             }
624
625             if (mb_type & (MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x8)) {
626                 for (i = 0; i < 2; i++) {
627                     int cache_idx = -1 + i * 2 * 8;
628                     if (USES_LIST(left_type[LEFT(i)], list)) {
629                         const int b_xy  = h->mb2b_xy[left_xy[LEFT(i)]] + 3;
630                         const int b8_xy = 4 * left_xy[LEFT(i)] + 1;
631                         AV_COPY32(mv_cache[cache_idx],
632                                   mv[b_xy + b_stride * left_block[0 + i * 2]]);
633                         AV_COPY32(mv_cache[cache_idx + 8],
634                                   mv[b_xy + b_stride * left_block[1 + i * 2]]);
635                         ref_cache[cache_idx]     = ref[b8_xy + (left_block[0 + i * 2] & ~1)];
636                         ref_cache[cache_idx + 8] = ref[b8_xy + (left_block[1 + i * 2] & ~1)];
637                     } else {
638                         AV_ZERO32(mv_cache[cache_idx]);
639                         AV_ZERO32(mv_cache[cache_idx + 8]);
640                         ref_cache[cache_idx]     =
641                         ref_cache[cache_idx + 8] = (left_type[LEFT(i)]) ? LIST_NOT_USED
642                                                                         : PART_NOT_AVAILABLE;
643                     }
644                 }
645             } else {
646                 if (USES_LIST(left_type[LTOP], list)) {
647                     const int b_xy  = h->mb2b_xy[left_xy[LTOP]] + 3;
648                     const int b8_xy = 4 * left_xy[LTOP] + 1;
649                     AV_COPY32(mv_cache[-1], mv[b_xy + b_stride * left_block[0]]);
650                     ref_cache[-1] = ref[b8_xy + (left_block[0] & ~1)];
651                 } else {
652                     AV_ZERO32(mv_cache[-1]);
653                     ref_cache[-1] = left_type[LTOP] ? LIST_NOT_USED
654                                                     : PART_NOT_AVAILABLE;
655                 }
656             }
657
658             if (USES_LIST(topright_type, list)) {
659                 const int b_xy = h->mb2b_xy[topright_xy] + 3 * b_stride;
660                 AV_COPY32(mv_cache[4 - 1 * 8], mv[b_xy]);
661                 ref_cache[4 - 1 * 8] = ref[4 * topright_xy + 2];
662             } else {
663                 AV_ZERO32(mv_cache[4 - 1 * 8]);
664                 ref_cache[4 - 1 * 8] = topright_type ? LIST_NOT_USED
665                                                      : PART_NOT_AVAILABLE;
666             }
667             if(ref_cache[2 - 1*8] < 0 || ref_cache[4 - 1 * 8] < 0) {
668                 if (USES_LIST(topleft_type, list)) {
669                     const int b_xy  = h->mb2b_xy[topleft_xy] + 3 + b_stride +
670                                       (h->topleft_partition & 2 * b_stride);
671                     const int b8_xy = 4 * topleft_xy + 1 + (h->topleft_partition & 2);
672                     AV_COPY32(mv_cache[-1 - 1 * 8], mv[b_xy]);
673                     ref_cache[-1 - 1 * 8] = ref[b8_xy];
674                 } else {
675                     AV_ZERO32(mv_cache[-1 - 1 * 8]);
676                     ref_cache[-1 - 1 * 8] = topleft_type ? LIST_NOT_USED
677                                                          : PART_NOT_AVAILABLE;
678                 }
679             }
680
681             if ((mb_type & (MB_TYPE_SKIP | MB_TYPE_DIRECT2)) && !FRAME_MBAFF(h))
682                 continue;
683
684             if (!(mb_type & (MB_TYPE_SKIP | MB_TYPE_DIRECT2))) {
685                 uint8_t(*mvd_cache)[2]   = &h->mvd_cache[list][scan8[0]];
686                 uint8_t(*mvd)[2]         = h->mvd_table[list];
687                 ref_cache[2 + 8 * 0] =
688                 ref_cache[2 + 8 * 2] = PART_NOT_AVAILABLE;
689                 AV_ZERO32(mv_cache[2 + 8 * 0]);
690                 AV_ZERO32(mv_cache[2 + 8 * 2]);
691
692                 if (CABAC(h)) {
693                     if (USES_LIST(top_type, list)) {
694                         const int b_xy = h->mb2br_xy[top_xy];
695                         AV_COPY64(mvd_cache[0 - 1 * 8], mvd[b_xy + 0]);
696                     } else {
697                         AV_ZERO64(mvd_cache[0 - 1 * 8]);
698                     }
699                     if (USES_LIST(left_type[LTOP], list)) {
700                         const int b_xy = h->mb2br_xy[left_xy[LTOP]] + 6;
701                         AV_COPY16(mvd_cache[-1 + 0 * 8], mvd[b_xy - left_block[0]]);
702                         AV_COPY16(mvd_cache[-1 + 1 * 8], mvd[b_xy - left_block[1]]);
703                     } else {
704                         AV_ZERO16(mvd_cache[-1 + 0 * 8]);
705                         AV_ZERO16(mvd_cache[-1 + 1 * 8]);
706                     }
707                     if (USES_LIST(left_type[LBOT], list)) {
708                         const int b_xy = h->mb2br_xy[left_xy[LBOT]] + 6;
709                         AV_COPY16(mvd_cache[-1 + 2 * 8], mvd[b_xy - left_block[2]]);
710                         AV_COPY16(mvd_cache[-1 + 3 * 8], mvd[b_xy - left_block[3]]);
711                     } else {
712                         AV_ZERO16(mvd_cache[-1 + 2 * 8]);
713                         AV_ZERO16(mvd_cache[-1 + 3 * 8]);
714                     }
715                     AV_ZERO16(mvd_cache[2 + 8 * 0]);
716                     AV_ZERO16(mvd_cache[2 + 8 * 2]);
717                     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B) {
718                         uint8_t *direct_cache = &h->direct_cache[scan8[0]];
719                         uint8_t *direct_table = h->direct_table;
720                         fill_rectangle(direct_cache, 4, 4, 8, MB_TYPE_16x16 >> 1, 1);
721
722                         if (IS_DIRECT(top_type)) {
723                             AV_WN32A(&direct_cache[-1 * 8],
724                                      0x01010101u * (MB_TYPE_DIRECT2 >> 1));
725                         } else if (IS_8X8(top_type)) {
726                             int b8_xy = 4 * top_xy;
727                             direct_cache[0 - 1 * 8] = direct_table[b8_xy + 2];
728                             direct_cache[2 - 1 * 8] = direct_table[b8_xy + 3];
729                         } else {
730                             AV_WN32A(&direct_cache[-1 * 8],
731                                      0x01010101 * (MB_TYPE_16x16 >> 1));
732                         }
733
734                         if (IS_DIRECT(left_type[LTOP]))
735                             direct_cache[-1 + 0 * 8] = MB_TYPE_DIRECT2 >> 1;
736                         else if (IS_8X8(left_type[LTOP]))
737                             direct_cache[-1 + 0 * 8] = direct_table[4 * left_xy[LTOP] + 1 + (left_block[0] & ~1)];
738                         else
739                             direct_cache[-1 + 0 * 8] = MB_TYPE_16x16 >> 1;
740
741                         if (IS_DIRECT(left_type[LBOT]))
742                             direct_cache[-1 + 2 * 8] = MB_TYPE_DIRECT2 >> 1;
743                         else if (IS_8X8(left_type[LBOT]))
744                             direct_cache[-1 + 2 * 8] = direct_table[4 * left_xy[LBOT] + 1 + (left_block[2] & ~1)];
745                         else
746                             direct_cache[-1 + 2 * 8] = MB_TYPE_16x16 >> 1;
747                     }
748                 }
749             }
750
751 #define MAP_MVS                                                         \
752     MAP_F2F(scan8[0] - 1 - 1 * 8, topleft_type)                         \
753     MAP_F2F(scan8[0] + 0 - 1 * 8, top_type)                             \
754     MAP_F2F(scan8[0] + 1 - 1 * 8, top_type)                             \
755     MAP_F2F(scan8[0] + 2 - 1 * 8, top_type)                             \
756     MAP_F2F(scan8[0] + 3 - 1 * 8, top_type)                             \
757     MAP_F2F(scan8[0] + 4 - 1 * 8, topright_type)                        \
758     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 0 * 8, left_type[LTOP])                      \
759     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 1 * 8, left_type[LTOP])                      \
760     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 2 * 8, left_type[LBOT])                      \
761     MAP_F2F(scan8[0] - 1 + 3 * 8, left_type[LBOT])
762
763             if (FRAME_MBAFF(h)) {
764                 if (MB_FIELD(h)) {
765
766 #define MAP_F2F(idx, mb_type)                                           \
767     if (!IS_INTERLACED(mb_type) && h->ref_cache[list][idx] >= 0) {      \
768         h->ref_cache[list][idx]    <<= 1;                               \
769         h->mv_cache[list][idx][1]   /= 2;                               \
770         h->mvd_cache[list][idx][1] >>= 1;                               \
771     }
772
773                     MAP_MVS
774                 } else {
775
776 #undef MAP_F2F
777 #define MAP_F2F(idx, mb_type)                                           \
778     if (IS_INTERLACED(mb_type) && h->ref_cache[list][idx] >= 0) {       \
779         h->ref_cache[list][idx]    >>= 1;                               \
780         h->mv_cache[list][idx][1]  <<= 1;                               \
781         h->mvd_cache[list][idx][1] <<= 1;                               \
782     }
783
784                     MAP_MVS
785 #undef MAP_F2F
786                 }
787             }
788         }
789     }
790
791     h->neighbor_transform_size = !!IS_8x8DCT(top_type) + !!IS_8x8DCT(left_type[LTOP]);
792 }
793
794 /**
795  * decodes a P_SKIP or B_SKIP macroblock
796  */
797 static void av_unused decode_mb_skip(H264Context *h)
798 {
799     const int mb_xy = h->mb_xy;
800     int mb_type     = 0;
801
802     memset(h->non_zero_count[mb_xy], 0, 48);
803
804     if (MB_FIELD(h))
805         mb_type |= MB_TYPE_INTERLACED;
806
807     if (h->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B) {
808         // just for fill_caches. pred_direct_motion will set the real mb_type
809         mb_type |= MB_TYPE_L0L1 | MB_TYPE_DIRECT2 | MB_TYPE_SKIP;
810         if (h->direct_spatial_mv_pred) {
811             fill_decode_neighbors(h, mb_type);
812             fill_decode_caches(h, mb_type); //FIXME check what is needed and what not ...
813         }
814         ff_h264_pred_direct_motion(h, &mb_type);
815         mb_type |= MB_TYPE_SKIP;
816     } else {
817         mb_type |= MB_TYPE_16x16 | MB_TYPE_P0L0 | MB_TYPE_P1L0 | MB_TYPE_SKIP;
818
819         fill_decode_neighbors(h, mb_type);
820         pred_pskip_motion(h);
821     }
822
823     write_back_motion(h, mb_type);
824     h->cur_pic.mb_type[mb_xy]      = mb_type;
825     h->cur_pic.qscale_table[mb_xy] = h->qscale;
826     h->slice_table[mb_xy]            = h->slice_num;
827     h->prev_mb_skipped               = 1;
828 }
829
830 #endif /* AVCODEC_H264_MVPRED_H */