h264: create a new header for common h264 definitions
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264dec.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_H264DEC_H
29 #define AVCODEC_H264DEC_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 /**
112  * Sequence parameter set
113  */
114 typedef struct SPS {
115     unsigned int sps_id;
116     int profile_idc;
117     int level_idc;
118     int chroma_format_idc;
119     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
120     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
121     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
122     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
123     int delta_pic_order_always_zero_flag;
124     int offset_for_non_ref_pic;
125     int offset_for_top_to_bottom_field;
126     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
127     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
128     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
129     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
130     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
131     int frame_mbs_only_flag;
132     int mb_aff;                        ///< mb_adaptive_frame_field_flag
133     int direct_8x8_inference_flag;
134     int crop;                          ///< frame_cropping_flag
135
136     /* those 4 are already in luma samples */
137     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
138     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
139     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
140     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
141     int vui_parameters_present_flag;
142     AVRational sar;
143     int video_signal_type_present_flag;
144     int full_range;
145     int colour_description_present_flag;
146     enum AVColorPrimaries color_primaries;
147     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
148     enum AVColorSpace colorspace;
149     int timing_info_present_flag;
150     uint32_t num_units_in_tick;
151     uint32_t time_scale;
152     int fixed_frame_rate_flag;
153     short offset_for_ref_frame[256]; // FIXME dyn aloc?
154     int bitstream_restriction_flag;
155     int num_reorder_frames;
156     int scaling_matrix_present;
157     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
158     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
159     int nal_hrd_parameters_present_flag;
160     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
161     int pic_struct_present_flag;
162     int time_offset_length;
163     int cpb_cnt;                          ///< See H.264 E.1.2
164     int initial_cpb_removal_delay_length; ///< initial_cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
165     int cpb_removal_delay_length;         ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
166     int dpb_output_delay_length;          ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
167     int bit_depth_luma;                   ///< bit_depth_luma_minus8 + 8
168     int bit_depth_chroma;                 ///< bit_depth_chroma_minus8 + 8
169     int residual_color_transform_flag;    ///< residual_colour_transform_flag
170     int constraint_set_flags;             ///< constraint_set[0-3]_flag
171 } SPS;
172
173 /**
174  * Picture parameter set
175  */
176 typedef struct PPS {
177     unsigned int sps_id;
178     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
179     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
180     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
181     int mb_slice_group_map_type;
182     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
183     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
184     int weighted_bipred_idc;
185     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
186     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
187     int chroma_qp_index_offset[2];
188     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
189     int constrained_intra_pred;     ///< constrained_intra_pred_flag
190     int redundant_pic_cnt_present;  ///< redundant_pic_cnt_present_flag
191     int transform_8x8_mode;         ///< transform_8x8_mode_flag
192     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
193     uint8_t scaling_matrix8[6][64];
194     uint8_t chroma_qp_table[2][64]; ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
195     int chroma_qp_diff;
196
197     uint32_t dequant4_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][16];
198     uint32_t dequant8_buffer[6][QP_MAX_NUM + 1][64];
199     uint32_t(*dequant4_coeff[6])[16];
200     uint32_t(*dequant8_coeff[6])[64];
201 } PPS;
202
203 typedef struct H264ParamSets {
204     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
205     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
206
207     /* currently active parameters sets */
208     const PPS *pps;
209     // FIXME this should properly be const
210     SPS *sps;
211 } H264ParamSets;
212
213 /**
214  * Memory management control operation opcode.
215  */
216 typedef enum MMCOOpcode {
217     MMCO_END = 0,
218     MMCO_SHORT2UNUSED,
219     MMCO_LONG2UNUSED,
220     MMCO_SHORT2LONG,
221     MMCO_SET_MAX_LONG,
222     MMCO_RESET,
223     MMCO_LONG,
224 } MMCOOpcode;
225
226 /**
227  * Memory management control operation.
228  */
229 typedef struct MMCO {
230     MMCOOpcode opcode;
231     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
232     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
233 } MMCO;
234
235 typedef struct H264Picture {
236     AVFrame *f;
237     ThreadFrame tf;
238
239     AVBufferRef *qscale_table_buf;
240     int8_t *qscale_table;
241
242     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
243     int16_t (*motion_val[2])[2];
244
245     AVBufferRef *mb_type_buf;
246     uint32_t *mb_type;
247
248     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
249     void *hwaccel_picture_private; ///< hardware accelerator private data
250
251     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
252     int8_t *ref_index[2];
253
254     int field_poc[2];       ///< top/bottom POC
255     int poc;                ///< frame POC
256     int frame_num;          ///< frame_num (raw frame_num from slice header)
257     int mmco_reset;         /**< MMCO_RESET set this 1. Reordering code must
258                                  not mix pictures before and after MMCO_RESET. */
259     int pic_id;             /**< pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
260                                  pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
261     int long_ref;           ///< 1->long term reference 0->short term reference
262     int ref_poc[2][2][32];  ///< POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
263     int ref_count[2][2];    ///< number of entries in ref_poc         (FIXME need per slice)
264     int mbaff;              ///< 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
265     int field_picture;      ///< whether or not picture was encoded in separate fields
266
267     int reference;
268     int recovered;          ///< picture at IDR or recovery point + recovery count
269 } H264Picture;
270
271 typedef struct H264Ref {
272     uint8_t *data[3];
273     int linesize[3];
274
275     int reference;
276     int poc;
277     int pic_id;
278
279     H264Picture *parent;
280 } H264Ref;
281
282 typedef struct H264SliceContext {
283     struct H264Context *h264;
284     GetBitContext gb;
285     ERContext er;
286
287     int slice_num;
288     int slice_type;
289     int slice_type_nos;         ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
290     int slice_type_fixed;
291
292     int qscale;
293     int chroma_qp[2];   // QPc
294     int qp_thresh;      ///< QP threshold to skip loopfilter
295     int last_qscale_diff;
296
297     // deblock
298     int deblocking_filter;          ///< disable_deblocking_filter_idc with 1 <-> 0
299     int slice_alpha_c0_offset;
300     int slice_beta_offset;
301
302     H264PredWeightTable pwt;
303
304     int prev_mb_skipped;
305     int next_mb_skipped;
306
307     int chroma_pred_mode;
308     int intra16x16_pred_mode;
309
310     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5 * 8];
311     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
312
313     int topleft_mb_xy;
314     int top_mb_xy;
315     int topright_mb_xy;
316     int left_mb_xy[LEFT_MBS];
317
318     int topleft_type;
319     int top_type;
320     int topright_type;
321     int left_type[LEFT_MBS];
322
323     const uint8_t *left_block;
324     int topleft_partition;
325
326     unsigned int topleft_samples_available;
327     unsigned int top_samples_available;
328     unsigned int topright_samples_available;
329     unsigned int left_samples_available;
330
331     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
332     ptrdiff_t mb_linesize;  ///< may be equal to s->linesize or s->linesize * 2, for mbaff
333     ptrdiff_t mb_uvlinesize;
334
335     int mb_x, mb_y;
336     int mb_xy;
337     int resync_mb_x;
338     int resync_mb_y;
339     unsigned int first_mb_addr;
340     // index of the first MB of the next slice
341     int next_slice_idx;
342     int mb_skip_run;
343     int is_complex;
344
345     int picture_structure;
346     int mb_field_decoding_flag;
347     int mb_mbaff;               ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
348
349     int redundant_pic_count;
350
351     /**
352      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
353      */
354     int neighbor_transform_size;
355
356     int direct_spatial_mv_pred;
357     int col_parity;
358     int col_fieldoff;
359
360     int cbp;
361     int top_cbp;
362     int left_cbp;
363
364     int dist_scale_factor[32];
365     int dist_scale_factor_field[2][32];
366     int map_col_to_list0[2][16 + 32];
367     int map_col_to_list0_field[2][2][16 + 32];
368
369     /**
370      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
371      */
372     unsigned int ref_count[2];          ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
373     unsigned int list_count;
374     H264Ref ref_list[2][48];        /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
375                                          *   Reordered version of default_ref_list
376                                          *   according to picture reordering in slice header */
377     struct {
378         uint8_t op;
379         uint8_t val;
380     } ref_modifications[2][32];
381     int nb_ref_modifications[2];
382
383     unsigned int pps_id;
384
385     const uint8_t *intra_pcm_ptr;
386     int16_t *dc_val_base;
387
388     uint8_t *bipred_scratchpad;
389     uint8_t *edge_emu_buffer;
390     uint8_t (*top_borders[2])[(16 * 3) * 2];
391     int bipred_scratchpad_allocated;
392     int edge_emu_buffer_allocated;
393     int top_borders_allocated[2];
394
395     /**
396      * non zero coeff count cache.
397      * is 64 if not available.
398      */
399     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, non_zero_count_cache)[15 * 8];
400
401     /**
402      * Motion vector cache.
403      */
404     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mv_cache)[2][5 * 8][2];
405     DECLARE_ALIGNED(8,  int8_t, ref_cache)[2][5 * 8];
406     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, mvd_cache)[2][5 * 8][2];
407     uint8_t direct_cache[5 * 8];
408
409     DECLARE_ALIGNED(8, uint16_t, sub_mb_type)[4];
410
411     ///< as a DCT coefficient is int32_t in high depth, we need to reserve twice the space.
412     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb)[16 * 48 * 2];
413     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mb_luma_dc)[3][16 * 2];
414     ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either
415     ///< check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
416     int16_t mb_padding[256 * 2];
417
418     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
419
420     /**
421      * Cabac
422      */
423     CABACContext cabac;
424     uint8_t cabac_state[1024];
425     int cabac_init_idc;
426
427     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
428     int  nb_mmco;
429     int explicit_ref_marking;
430
431     int frame_num;
432     int poc_lsb;
433     int delta_poc_bottom;
434     int delta_poc[2];
435     int curr_pic_num;
436     int max_pic_num;
437 } H264SliceContext;
438
439 /**
440  * H264Context
441  */
442 typedef struct H264Context {
443     const AVClass *class;
444     AVCodecContext *avctx;
445     VideoDSPContext vdsp;
446     H264DSPContext h264dsp;
447     H264ChromaContext h264chroma;
448     H264QpelContext h264qpel;
449
450     H264Picture DPB[H264_MAX_PICTURE_COUNT];
451     H264Picture *cur_pic_ptr;
452     H264Picture cur_pic;
453
454     H264SliceContext *slice_ctx;
455     int            nb_slice_ctx;
456
457     H2645Packet pkt;
458
459     int pixel_shift;    ///< 0 for 8-bit H.264, 1 for high-bit-depth H.264
460
461     /* coded dimensions -- 16 * mb w/h */
462     int width, height;
463     int chroma_x_shift, chroma_y_shift;
464
465     int droppable;
466     int coded_picture_number;
467
468     int context_initialized;
469     int flags;
470     int workaround_bugs;
471     /* Set when slice threading is used and at least one slice uses deblocking
472      * mode 1 (i.e. across slice boundaries). Then we disable the loop filter
473      * during normal MB decoding and execute it serially at the end.
474      */
475     int postpone_filter;
476
477     int8_t(*intra4x4_pred_mode);
478     H264PredContext hpc;
479
480     uint8_t (*non_zero_count)[48];
481
482 #define LIST_NOT_USED -1 // FIXME rename?
483 #define PART_NOT_AVAILABLE -2
484
485     /**
486      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
487      * block_offset[24..47] for field macroblocks
488      */
489     int block_offset[2 * (16 * 3)];
490
491     uint32_t *mb2b_xy;  // FIXME are these 4 a good idea?
492     uint32_t *mb2br_xy;
493     int b_stride;       // FIXME use s->b4_stride
494
495     uint16_t *slice_table;      ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
496
497     // interlacing specific flags
498     int mb_aff_frame;
499     int picture_structure;
500     int first_field;
501
502     uint8_t *list_counts;               ///< Array of list_count per MB specifying the slice type
503
504     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0, 1, 2), 0x0? luma_cbp */
505     uint16_t *cbp_table;
506
507     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
508     uint8_t *chroma_pred_mode_table;
509     uint8_t (*mvd_table[2])[2];
510     uint8_t *direct_table;
511
512     uint8_t zigzag_scan[16];
513     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
514     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
515     uint8_t field_scan[16];
516     uint8_t field_scan8x8[64];
517     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
518     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
519     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
520     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
521     const uint8_t *field_scan_q0;
522     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
523     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
524
525     int mb_y;
526     int mb_height, mb_width;
527     int mb_stride;
528     int mb_num;
529
530     // =============================================================
531     // Things below are not used in the MB or more inner code
532
533     int nal_ref_idc;
534     int nal_unit_type;
535
536     /**
537      * Used to parse AVC variant of H.264
538      */
539     int is_avc;           ///< this flag is != 0 if codec is avc1
540     int nal_length_size;  ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
541
542     int bit_depth_luma;         ///< luma bit depth from sps to detect changes
543     int chroma_format_idc;      ///< chroma format from sps to detect changes
544
545     H264ParamSets ps;
546
547     uint16_t *slice_table_base;
548
549     H264POCContext poc;
550
551     H264Picture *short_ref[32];
552     H264Picture *long_ref[32];
553     H264Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT + 2]; // FIXME size?
554     int last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT];
555     H264Picture *next_output_pic;
556     int next_outputed_poc;
557
558     /**
559      * memory management control operations buffer.
560      */
561     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
562     int  nb_mmco;
563     int mmco_reset;
564     int explicit_ref_marking;
565
566     int long_ref_count;     ///< number of actual long term references
567     int short_ref_count;    ///< number of actual short term references
568
569     /**
570      * @name Members for slice based multithreading
571      * @{
572      */
573     /**
574      * current slice number, used to initialize slice_num of each thread/context
575      */
576     int current_slice;
577
578     /** @} */
579
580     /**
581      * Complement sei_pic_struct
582      * SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM and SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP indicate interlaced frames.
583      * However, soft telecined frames may have these values.
584      * This is used in an attempt to flag soft telecine progressive.
585      */
586     int prev_interlaced_frame;
587
588     /**
589      * recovery_frame is the frame_num at which the next frame should
590      * be fully constructed.
591      *
592      * Set to -1 when not expecting a recovery point.
593      */
594     int recovery_frame;
595
596 /**
597  * We have seen an IDR, so all the following frames in coded order are correctly
598  * decodable.
599  */
600 #define FRAME_RECOVERED_IDR  (1 << 0)
601 /**
602  * Sufficient number of frames have been decoded since a SEI recovery point,
603  * so all the following frames in presentation order are correct.
604  */
605 #define FRAME_RECOVERED_SEI  (1 << 1)
606
607     int frame_recovered;    ///< Initial frame has been completely recovered
608
609     /* for frame threading, this is set to 1
610      * after finish_setup() has been called, so we cannot modify
611      * some context properties (which are supposed to stay constant between
612      * slices) anymore */
613     int setup_finished;
614
615     int enable_er;
616
617     H264SEIContext sei;
618
619     AVBufferPool *qscale_table_pool;
620     AVBufferPool *mb_type_pool;
621     AVBufferPool *motion_val_pool;
622     AVBufferPool *ref_index_pool;
623     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];     ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
624 } H264Context;
625
626 extern const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4];
627
628 /**
629  * Decode SPS
630  */
631 int ff_h264_decode_seq_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
632                                      H264ParamSets *ps);
633
634 /**
635  * Decode PPS
636  */
637 int ff_h264_decode_picture_parameter_set(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
638                                          H264ParamSets *ps, int bit_length);
639
640 /**
641  * Reconstruct bitstream slice_type.
642  */
643 int ff_h264_get_slice_type(const H264SliceContext *sl);
644
645 /**
646  * Allocate tables.
647  * needs width/height
648  */
649 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h);
650
651 int ff_h264_decode_ref_pic_list_reordering(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
652 int ff_h264_build_ref_list(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
653 void ff_h264_remove_all_refs(H264Context *h);
654
655 /**
656  * Execute the reference picture marking (memory management control operations).
657  */
658 int ff_h264_execute_ref_pic_marking(H264Context *h);
659
660 int ff_h264_decode_ref_pic_marking(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
661                                    GetBitContext *gb);
662
663 void ff_h264_hl_decode_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
664 int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx);
665 void ff_h264_decode_init_vlc(void);
666
667 /**
668  * Decode a macroblock
669  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
670  */
671 int ff_h264_decode_mb_cavlc(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
672
673 /**
674  * Decode a CABAC coded macroblock
675  * @return 0 if OK, ER_AC_ERROR / ER_DC_ERROR / ER_MV_ERROR on error
676  */
677 int ff_h264_decode_mb_cabac(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
678
679 void ff_h264_init_cabac_states(const H264Context *h, H264SliceContext *sl);
680
681 void ff_h264_init_dequant_tables(H264Context *h);
682
683 void ff_h264_direct_dist_scale_factor(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
684 void ff_h264_direct_ref_list_init(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl);
685 void ff_h264_pred_direct_motion(const H264Context *const h, H264SliceContext *sl,
686                                 int *mb_type);
687
688 void ff_h264_filter_mb_fast(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
689                             uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
690                             unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
691 void ff_h264_filter_mb(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int mb_x, int mb_y,
692                        uint8_t *img_y, uint8_t *img_cb, uint8_t *img_cr,
693                        unsigned int linesize, unsigned int uvlinesize);
694
695 /*
696  * o-o o-o
697  *  / / /
698  * o-o o-o
699  *  ,---'
700  * o-o o-o
701  *  / / /
702  * o-o o-o
703  */
704
705 /* Scan8 organization:
706  *    0 1 2 3 4 5 6 7
707  * 0  DY    y y y y y
708  * 1        y Y Y Y Y
709  * 2        y Y Y Y Y
710  * 3        y Y Y Y Y
711  * 4        y Y Y Y Y
712  * 5  DU    u u u u u
713  * 6        u U U U U
714  * 7        u U U U U
715  * 8        u U U U U
716  * 9        u U U U U
717  * 10 DV    v v v v v
718  * 11       v V V V V
719  * 12       v V V V V
720  * 13       v V V V V
721  * 14       v V V V V
722  * DY/DU/DV are for luma/chroma DC.
723  */
724
725 #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   48
726 #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 49
727
728 // This table must be here because scan8[constant] must be known at compiletime
729 static const uint8_t scan8[16 * 3 + 3] = {
730     4 +  1 * 8, 5 +  1 * 8, 4 +  2 * 8, 5 +  2 * 8,
731     6 +  1 * 8, 7 +  1 * 8, 6 +  2 * 8, 7 +  2 * 8,
732     4 +  3 * 8, 5 +  3 * 8, 4 +  4 * 8, 5 +  4 * 8,
733     6 +  3 * 8, 7 +  3 * 8, 6 +  4 * 8, 7 +  4 * 8,
734     4 +  6 * 8, 5 +  6 * 8, 4 +  7 * 8, 5 +  7 * 8,
735     6 +  6 * 8, 7 +  6 * 8, 6 +  7 * 8, 7 +  7 * 8,
736     4 +  8 * 8, 5 +  8 * 8, 4 +  9 * 8, 5 +  9 * 8,
737     6 +  8 * 8, 7 +  8 * 8, 6 +  9 * 8, 7 +  9 * 8,
738     4 + 11 * 8, 5 + 11 * 8, 4 + 12 * 8, 5 + 12 * 8,
739     6 + 11 * 8, 7 + 11 * 8, 6 + 12 * 8, 7 + 12 * 8,
740     4 + 13 * 8, 5 + 13 * 8, 4 + 14 * 8, 5 + 14 * 8,
741     6 + 13 * 8, 7 + 13 * 8, 6 + 14 * 8, 7 + 14 * 8,
742     0 +  0 * 8, 0 +  5 * 8, 0 + 10 * 8
743 };
744
745 static av_always_inline uint32_t pack16to32(int a, int b)
746 {
747 #if HAVE_BIGENDIAN
748     return (b & 0xFFFF) + (a << 16);
749 #else
750     return (a & 0xFFFF) + (b << 16);
751 #endif
752 }
753
754 static av_always_inline uint16_t pack8to16(int a, int b)
755 {
756 #if HAVE_BIGENDIAN
757     return (b & 0xFF) + (a << 8);
758 #else
759     return (a & 0xFF) + (b << 8);
760 #endif
761 }
762
763 /**
764  * Get the chroma qp.
765  */
766 static av_always_inline int get_chroma_qp(const PPS *pps, int t, int qscale)
767 {
768     return pps->chroma_qp_table[t][qscale];
769 }
770
771 /**
772  * Get the predicted intra4x4 prediction mode.
773  */
774 static av_always_inline int pred_intra_mode(const H264Context *h,
775                                             H264SliceContext *sl, int n)
776 {
777     const int index8 = scan8[n];
778     const int left   = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 1];
779     const int top    = sl->intra4x4_pred_mode_cache[index8 - 8];
780     const int min    = FFMIN(left, top);
781
782     ff_tlog(h->avctx, "mode:%d %d min:%d\n", left, top, min);
783
784     if (min < 0)
785         return DC_PRED;
786     else
787         return min;
788 }
789
790 static av_always_inline void write_back_intra_pred_mode(const H264Context *h,
791                                                         H264SliceContext *sl)
792 {
793     int8_t *i4x4       = sl->intra4x4_pred_mode + h->mb2br_xy[sl->mb_xy];
794     int8_t *i4x4_cache = sl->intra4x4_pred_mode_cache;
795
796     AV_COPY32(i4x4, i4x4_cache + 4 + 8 * 4);
797     i4x4[4] = i4x4_cache[7 + 8 * 3];
798     i4x4[5] = i4x4_cache[7 + 8 * 2];
799     i4x4[6] = i4x4_cache[7 + 8 * 1];
800 }
801
802 static av_always_inline void write_back_non_zero_count(const H264Context *h,
803                                                        H264SliceContext *sl)
804 {
805     const int mb_xy    = sl->mb_xy;
806     uint8_t *nnz       = h->non_zero_count[mb_xy];
807     uint8_t *nnz_cache = sl->non_zero_count_cache;
808
809     AV_COPY32(&nnz[ 0], &nnz_cache[4 + 8 * 1]);
810     AV_COPY32(&nnz[ 4], &nnz_cache[4 + 8 * 2]);
811     AV_COPY32(&nnz[ 8], &nnz_cache[4 + 8 * 3]);
812     AV_COPY32(&nnz[12], &nnz_cache[4 + 8 * 4]);
813     AV_COPY32(&nnz[16], &nnz_cache[4 + 8 * 6]);
814     AV_COPY32(&nnz[20], &nnz_cache[4 + 8 * 7]);
815     AV_COPY32(&nnz[32], &nnz_cache[4 + 8 * 11]);
816     AV_COPY32(&nnz[36], &nnz_cache[4 + 8 * 12]);
817
818     if (!h->chroma_y_shift) {
819         AV_COPY32(&nnz[24], &nnz_cache[4 + 8 * 8]);
820         AV_COPY32(&nnz[28], &nnz_cache[4 + 8 * 9]);
821         AV_COPY32(&nnz[40], &nnz_cache[4 + 8 * 13]);
822         AV_COPY32(&nnz[44], &nnz_cache[4 + 8 * 14]);
823     }
824 }
825
826 static av_always_inline void write_back_motion_list(const H264Context *h,
827                                                     H264SliceContext *sl,
828                                                     int b_stride,
829                                                     int b_xy, int b8_xy,
830                                                     int mb_type, int list)
831 {
832     int16_t(*mv_dst)[2] = &h->cur_pic.motion_val[list][b_xy];
833     int16_t(*mv_src)[2] = &sl->mv_cache[list][scan8[0]];
834     AV_COPY128(mv_dst + 0 * b_stride, mv_src + 8 * 0);
835     AV_COPY128(mv_dst + 1 * b_stride, mv_src + 8 * 1);
836     AV_COPY128(mv_dst + 2 * b_stride, mv_src + 8 * 2);
837     AV_COPY128(mv_dst + 3 * b_stride, mv_src + 8 * 3);
838     if (CABAC(h)) {
839         uint8_t (*mvd_dst)[2] = &sl->mvd_table[list][FMO ? 8 * sl->mb_xy
840                                                         : h->mb2br_xy[sl->mb_xy]];
841         uint8_t(*mvd_src)[2]  = &sl->mvd_cache[list][scan8[0]];
842         if (IS_SKIP(mb_type)) {
843             AV_ZERO128(mvd_dst);
844         } else {
845             AV_COPY64(mvd_dst, mvd_src + 8 * 3);
846             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 3, mvd_src + 3 + 8 * 0);
847             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 2, mvd_src + 3 + 8 * 1);
848             AV_COPY16(mvd_dst + 3 + 1, mvd_src + 3 + 8 * 2);
849         }
850     }
851
852     {
853         int8_t *ref_index = &h->cur_pic.ref_index[list][b8_xy];
854         int8_t *ref_cache = sl->ref_cache[list];
855         ref_index[0 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[0]];
856         ref_index[1 + 0 * 2] = ref_cache[scan8[4]];
857         ref_index[0 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[8]];
858         ref_index[1 + 1 * 2] = ref_cache[scan8[12]];
859     }
860 }
861
862 static av_always_inline void write_back_motion(const H264Context *h,
863                                                H264SliceContext *sl,
864                                                int mb_type)
865 {
866     const int b_stride      = h->b_stride;
867     const int b_xy  = 4 * sl->mb_x + 4 * sl->mb_y * h->b_stride; // try mb2b(8)_xy
868     const int b8_xy = 4 * sl->mb_xy;
869
870     if (USES_LIST(mb_type, 0)) {
871         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 0);
872     } else {
873         fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][b8_xy],
874                        2, 2, 2, (uint8_t)LIST_NOT_USED, 1);
875     }
876     if (USES_LIST(mb_type, 1))
877         write_back_motion_list(h, sl, b_stride, b_xy, b8_xy, mb_type, 1);
878
879     if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B && CABAC(h)) {
880         if (IS_8X8(mb_type)) {
881             uint8_t *direct_table = &h->direct_table[4 * sl->mb_xy];
882             direct_table[1] = sl->sub_mb_type[1] >> 1;
883             direct_table[2] = sl->sub_mb_type[2] >> 1;
884             direct_table[3] = sl->sub_mb_type[3] >> 1;
885         }
886     }
887 }
888
889 static av_always_inline int get_dct8x8_allowed(const H264Context *h, H264SliceContext *sl)
890 {
891     if (h->ps.sps->direct_8x8_inference_flag)
892         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
893                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8) *
894                   0x0001000100010001ULL));
895     else
896         return !(AV_RN64A(sl->sub_mb_type) &
897                  ((MB_TYPE_16x8 | MB_TYPE_8x16 | MB_TYPE_8x8 | MB_TYPE_DIRECT2) *
898                   0x0001000100010001ULL));
899 }
900
901 int ff_h264_field_end(H264Context *h, H264SliceContext *sl, int in_setup);
902
903 int ff_h264_ref_picture(H264Context *h, H264Picture *dst, H264Picture *src);
904 void ff_h264_unref_picture(H264Context *h, H264Picture *pic);
905
906 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl);
907
908 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl, int y, int height);
909
910 int ff_h264_decode_slice_header(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
911                                 const H2645NAL *nal);
912 int ff_h264_execute_decode_slices(H264Context *h, unsigned context_count);
913 int ff_h264_update_thread_context(AVCodecContext *dst,
914                                   const AVCodecContext *src);
915
916 void ff_h264_flush_change(H264Context *h);
917
918 void ff_h264_free_tables(H264Context *h);
919
920 #endif /* AVCODEC_H264DEC_H */