Rename CONFIG_FFT_FLOAT ---> FFT_FLOAT
[ffmpeg.git] / libavcodec / hevc.h
1 /*
2  * HEVC video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2012 - 2013 Guillaume Martres
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #ifndef AVCODEC_HEVC_H
24 #define AVCODEC_HEVC_H
25
26 #include <stddef.h>
27 #include <stdint.h>
28
29 #include "libavutil/buffer.h"
30 #include "libavutil/md5.h"
31
32 #include "avcodec.h"
33 #include "cabac.h"
34 #include "dsputil.h"
35 #include "get_bits.h"
36 #include "hevcdsp.h"
37 #include "internal.h"
38 #include "thread.h"
39 #include "videodsp.h"
40
41 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
42 #define MAX_REFS 16
43
44 /**
45  * 7.4.2.1
46  */
47 #define MAX_SUB_LAYERS 7
48 #define MAX_VPS_COUNT 16
49 #define MAX_SPS_COUNT 32
50 #define MAX_PPS_COUNT 256
51 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
52 #define MAX_CU_SIZE 128
53
54 //TODO: check if this is really the maximum
55 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
56
57 #define MAX_TB_SIZE 32
58 #define MAX_PB_SIZE 64
59 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
60 #define MAX_QP 51
61 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
62
63 #define HEVC_CONTEXTS 183
64
65 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
66
67 #define L0 0
68 #define L1 1
69
70 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
71 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
72 #define EPEL_EXTRA        3
73
74 /**
75  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
76  */
77 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
78 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
79 #define SAMPLE_CBF(tab, x, y) ((tab)[((y) & ((1<<log2_trafo_size)-1)) * MAX_CU_SIZE + ((x) & ((1<<log2_trafo_size)-1))])
80
81 #define IS_IDR(s) (s->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
82 #define IS_BLA(s) (s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
83                    s->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
84 #define IS_IRAP(s) (s->nal_unit_type >= 16 && s->nal_unit_type <= 23)
85
86 /**
87  * Table 7-3: NAL unit type codes
88  */
89 enum NALUnitType {
90     NAL_TRAIL_N    = 0,
91     NAL_TRAIL_R    = 1,
92     NAL_TSA_N      = 2,
93     NAL_TSA_R      = 3,
94     NAL_STSA_N     = 4,
95     NAL_STSA_R     = 5,
96     NAL_RADL_N     = 6,
97     NAL_RADL_R     = 7,
98     NAL_RASL_N     = 8,
99     NAL_RASL_R     = 9,
100     NAL_BLA_W_LP   = 16,
101     NAL_BLA_W_RADL = 17,
102     NAL_BLA_N_LP   = 18,
103     NAL_IDR_W_RADL = 19,
104     NAL_IDR_N_LP   = 20,
105     NAL_CRA_NUT    = 21,
106     NAL_VPS        = 32,
107     NAL_SPS        = 33,
108     NAL_PPS        = 34,
109     NAL_AUD        = 35,
110     NAL_EOS_NUT    = 36,
111     NAL_EOB_NUT    = 37,
112     NAL_FD_NUT     = 38,
113     NAL_SEI_PREFIX = 39,
114     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
115 };
116
117 enum RPSType {
118     ST_CURR_BEF = 0,
119     ST_CURR_AFT,
120     ST_FOLL,
121     LT_CURR,
122     LT_FOLL,
123     NB_RPS_TYPE,
124 };
125
126 enum SliceType {
127     B_SLICE = 0,
128     P_SLICE = 1,
129     I_SLICE = 2,
130 };
131
132 enum SyntaxElement {
133     SAO_MERGE_FLAG = 0,
134     SAO_TYPE_IDX,
135     SAO_EO_CLASS,
136     SAO_BAND_POSITION,
137     SAO_OFFSET_ABS,
138     SAO_OFFSET_SIGN,
139     END_OF_SLICE_FLAG,
140     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
141     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
142     SKIP_FLAG,
143     CU_QP_DELTA,
144     PRED_MODE_FLAG,
145     PART_MODE,
146     PCM_FLAG,
147     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
148     MPM_IDX,
149     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
150     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
151     MERGE_FLAG,
152     MERGE_IDX,
153     INTER_PRED_IDC,
154     REF_IDX_L0,
155     REF_IDX_L1,
156     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
157     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
158     ABS_MVD_MINUS2,
159     MVD_SIGN_FLAG,
160     MVP_LX_FLAG,
161     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
162     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
163     CBF_LUMA,
164     CBF_CB_CR,
165     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
166     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
167     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
168     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
169     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
170     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
171     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
172     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
173     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
174     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
175     COEFF_SIGN_FLAG,
176 };
177
178 enum PartMode {
179     PART_2Nx2N = 0,
180     PART_2NxN  = 1,
181     PART_Nx2N  = 2,
182     PART_NxN   = 3,
183     PART_2NxnU = 4,
184     PART_2NxnD = 5,
185     PART_nLx2N = 6,
186     PART_nRx2N = 7,
187 };
188
189 enum PredMode {
190     MODE_INTER = 0,
191     MODE_INTRA,
192     MODE_SKIP,
193 };
194
195 enum InterPredIdc {
196     PRED_L0 = 0,
197     PRED_L1,
198     PRED_BI,
199 };
200
201 enum IntraPredMode {
202     INTRA_PLANAR = 0,
203     INTRA_DC,
204     INTRA_ANGULAR_2,
205     INTRA_ANGULAR_3,
206     INTRA_ANGULAR_4,
207     INTRA_ANGULAR_5,
208     INTRA_ANGULAR_6,
209     INTRA_ANGULAR_7,
210     INTRA_ANGULAR_8,
211     INTRA_ANGULAR_9,
212     INTRA_ANGULAR_10,
213     INTRA_ANGULAR_11,
214     INTRA_ANGULAR_12,
215     INTRA_ANGULAR_13,
216     INTRA_ANGULAR_14,
217     INTRA_ANGULAR_15,
218     INTRA_ANGULAR_16,
219     INTRA_ANGULAR_17,
220     INTRA_ANGULAR_18,
221     INTRA_ANGULAR_19,
222     INTRA_ANGULAR_20,
223     INTRA_ANGULAR_21,
224     INTRA_ANGULAR_22,
225     INTRA_ANGULAR_23,
226     INTRA_ANGULAR_24,
227     INTRA_ANGULAR_25,
228     INTRA_ANGULAR_26,
229     INTRA_ANGULAR_27,
230     INTRA_ANGULAR_28,
231     INTRA_ANGULAR_29,
232     INTRA_ANGULAR_30,
233     INTRA_ANGULAR_31,
234     INTRA_ANGULAR_32,
235     INTRA_ANGULAR_33,
236     INTRA_ANGULAR_34,
237 };
238
239 enum SAOType {
240     SAO_NOT_APPLIED = 0,
241     SAO_BAND,
242     SAO_EDGE,
243 };
244
245 enum SAOEOClass {
246     SAO_EO_HORIZ = 0,
247     SAO_EO_VERT,
248     SAO_EO_135D,
249     SAO_EO_45D,
250 };
251
252 enum ScanType {
253     SCAN_DIAG = 0,
254     SCAN_HORIZ,
255     SCAN_VERT,
256 };
257
258 typedef struct ShortTermRPS {
259     int num_negative_pics;
260     int num_delta_pocs;
261     int32_t delta_poc[32];
262     uint8_t used[32];
263 } ShortTermRPS;
264
265 typedef struct LongTermRPS {
266     int     poc[32];
267     uint8_t used[32];
268     uint8_t nb_refs;
269 } LongTermRPS;
270
271 typedef struct RefPicList {
272     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
273     int list[MAX_REFS];
274     int isLongTerm[MAX_REFS];
275     int nb_refs;
276 } RefPicList;
277
278 typedef struct RefPicListTab {
279     RefPicList refPicList[2];
280 } RefPicListTab;
281
282 typedef struct HEVCWindow {
283     int left_offset;
284     int right_offset;
285     int top_offset;
286     int bottom_offset;
287 } HEVCWindow;
288
289 typedef struct VUI {
290     AVRational sar;
291
292     int overscan_info_present_flag;
293     int overscan_appropriate_flag;
294
295     int video_signal_type_present_flag;
296     int video_format;
297     int video_full_range_flag;
298     int colour_description_present_flag;
299     uint8_t colour_primaries;
300     uint8_t transfer_characteristic;
301     uint8_t matrix_coeffs;
302
303     int chroma_loc_info_present_flag;
304     int chroma_sample_loc_type_top_field;
305     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
306     int neutra_chroma_indication_flag;
307
308     int field_seq_flag;
309     int frame_field_info_present_flag;
310
311     int default_display_window_flag;
312     HEVCWindow def_disp_win;
313
314     int vui_timing_info_present_flag;
315     uint32_t vui_num_units_in_tick;
316     uint32_t vui_time_scale;
317     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
318     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
319     int vui_hrd_parameters_present_flag;
320
321     int bitstream_restriction_flag;
322     int tiles_fixed_structure_flag;
323     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
324     int restricted_ref_pic_lists_flag;
325     int min_spatial_segmentation_idc;
326     int max_bytes_per_pic_denom;
327     int max_bits_per_min_cu_denom;
328     int log2_max_mv_length_horizontal;
329     int log2_max_mv_length_vertical;
330 } VUI;
331
332 typedef struct PTLCommon {
333     uint8_t profile_space;
334     uint8_t tier_flag;
335     uint8_t profile_idc;
336     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
337     uint8_t level_idc;
338     uint8_t progressive_source_flag;
339     uint8_t interlaced_source_flag;
340     uint8_t non_packed_constraint_flag;
341     uint8_t frame_only_constraint_flag;
342 } PTLCommon;
343
344 typedef struct PTL {
345     PTLCommon general_ptl;
346     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
347
348     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
349     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
350 } PTL;
351
352 typedef struct HEVCVPS {
353     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
354     int vps_max_layers;
355     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
356
357     PTL ptl;
358     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
359     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
360     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
361     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
362     int vps_max_layer_id;
363     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
364     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
365     uint32_t vps_num_units_in_tick;
366     uint32_t vps_time_scale;
367     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
368     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
369     int vps_num_hrd_parameters;
370 } HEVCVPS;
371
372 typedef struct ScalingList {
373     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
374      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
375     uint8_t sl[4][6][64];
376     uint8_t sl_dc[2][6];
377 } ScalingList;
378
379 typedef struct HEVCSPS {
380     int vps_id;
381     int chroma_format_idc;
382     uint8_t separate_colour_plane_flag;
383
384     ///< output (i.e. cropped) values
385     int output_width, output_height;
386     HEVCWindow output_window;
387
388     HEVCWindow pic_conf_win;
389
390     int bit_depth;
391     int pixel_shift;
392     enum AVPixelFormat pix_fmt;
393
394     unsigned int log2_max_poc_lsb;
395     int pcm_enabled_flag;
396
397     int max_sub_layers;
398     struct {
399         int max_dec_pic_buffering;
400         int num_reorder_pics;
401         int max_latency_increase;
402     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
403
404     VUI vui;
405     PTL ptl;
406
407     uint8_t scaling_list_enable_flag;
408     ScalingList scaling_list;
409
410     unsigned int nb_st_rps;
411     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
412
413     uint8_t amp_enabled_flag;
414     uint8_t sao_enabled;
415
416     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
417     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
418     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
419     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
420
421     struct {
422         uint8_t bit_depth;
423         uint8_t bit_depth_chroma;
424         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
425         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
426         uint8_t loop_filter_disable_flag;
427     } pcm;
428     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
429     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
430
431     unsigned int log2_min_cb_size;
432     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
433     unsigned int log2_min_tb_size;
434     unsigned int log2_max_trafo_size;
435     unsigned int log2_ctb_size;
436     unsigned int log2_min_pu_size;
437
438     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
439     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
440
441     ///< coded frame dimension in various units
442     int width;
443     int height;
444     int ctb_width;
445     int ctb_height;
446     int ctb_size;
447     int min_cb_width;
448     int min_cb_height;
449     int min_tb_width;
450     int min_tb_height;
451     int min_pu_width;
452     int min_pu_height;
453
454     int hshift[3];
455     int vshift[3];
456
457     int qp_bd_offset;
458 } HEVCSPS;
459
460 typedef struct HEVCPPS {
461     int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
462
463     uint8_t sign_data_hiding_flag;
464
465     uint8_t cabac_init_present_flag;
466
467     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
468     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
469     int pic_init_qp_minus26;
470
471     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
472     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
473
474     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
475     int diff_cu_qp_delta_depth;
476
477     int cb_qp_offset;
478     int cr_qp_offset;
479     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
480     uint8_t weighted_pred_flag;
481     uint8_t weighted_bipred_flag;
482     uint8_t output_flag_present_flag;
483     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
484
485     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
486     uint8_t tiles_enabled_flag;
487     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
488
489     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
490     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
491     uint8_t uniform_spacing_flag;
492     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
493
494     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
495
496     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
497     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
498     uint8_t disable_dbf;
499     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
500     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
501
502     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
503     ScalingList scaling_list;
504
505     uint8_t lists_modification_present_flag;
506     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
507     int num_extra_slice_header_bits;
508     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
509
510     // Inferred parameters
511     int *column_width;  ///< ColumnWidth
512     int *row_height;    ///< RowHeight
513     int *col_bd;        ///< ColBd
514     int *row_bd;        ///< RowBd
515     int *col_idxX;
516
517     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
518     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
519     int *tile_id;           ///< TileId
520     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
521     int *min_cb_addr_zs;    ///< MinCbAddrZS
522     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
523 } HEVCPPS;
524
525 typedef struct SliceHeader {
526     int pps_id;
527
528     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
529     unsigned int   slice_segment_addr;
530     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
531     unsigned int   slice_addr;
532
533     enum SliceType slice_type;
534
535     int pic_order_cnt_lsb;
536
537     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
538     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
539     uint8_t pic_output_flag;
540     uint8_t colour_plane_id;
541
542     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
543     ShortTermRPS slice_rps;
544     const ShortTermRPS *short_term_rps;
545     LongTermRPS long_term_rps;
546     unsigned int list_entry_lx[2][32];
547
548     uint8_t rpl_modification_flag[2];
549     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
550     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
551
552     unsigned int nb_refs[2];
553
554     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
555     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
556
557     uint8_t cabac_init_flag;
558     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
559     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
560     uint8_t collocated_list;
561
562     unsigned int collocated_ref_idx;
563
564     int slice_qp_delta;
565     int slice_cb_qp_offset;
566     int slice_cr_qp_offset;
567
568     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
569     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
570
571     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
572
573     int num_entry_point_offsets;
574
575     int8_t slice_qp;
576
577     uint8_t luma_log2_weight_denom;
578     int16_t chroma_log2_weight_denom;
579
580     int16_t luma_weight_l0[16];
581     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
582     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
583     int16_t luma_weight_l1[16];
584
585     int16_t luma_offset_l0[16];
586     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
587
588     int16_t luma_offset_l1[16];
589     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
590
591     int slice_ctb_addr_rs;
592 } SliceHeader;
593
594 typedef struct CodingTree {
595     int depth; ///< ctDepth
596 } CodingTree;
597
598 typedef struct CodingUnit {
599     int x;
600     int y;
601
602     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
603     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
604
605     uint8_t rqt_root_cbf;
606
607     uint8_t pcm_flag;
608
609     // Inferred parameters
610     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
611     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
612     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
613 } CodingUnit;
614
615 typedef struct Mv {
616     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
617     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
618 } Mv;
619
620 typedef struct MvField {
621     Mv mv[2];
622     int8_t ref_idx[2];
623     int8_t pred_flag[2];
624     uint8_t is_intra;
625 } MvField;
626
627 typedef struct NeighbourAvailable {
628     int cand_bottom_left;
629     int cand_left;
630     int cand_up;
631     int cand_up_left;
632     int cand_up_right;
633     int cand_up_right_sap;
634 } NeighbourAvailable;
635
636 typedef struct PredictionUnit {
637     int mpm_idx;
638     int rem_intra_luma_pred_mode;
639     uint8_t intra_pred_mode[4];
640     Mv mvd;
641     uint8_t merge_flag;
642     uint8_t intra_pred_mode_c;
643 } PredictionUnit;
644
645 typedef struct TransformTree {
646     uint8_t cbf_cb[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
647     uint8_t cbf_cr[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
648     uint8_t cbf_luma;
649
650     // Inferred parameters
651     uint8_t inter_split_flag;
652 } TransformTree;
653
654 typedef struct TransformUnit {
655     int cu_qp_delta;
656
657     // Inferred parameters;
658     int cur_intra_pred_mode;
659     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
660 } TransformUnit;
661
662 typedef struct DBParams {
663     int beta_offset;
664     int tc_offset;
665 } DBParams;
666
667 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
668 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
669 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
670
671 typedef struct HEVCFrame {
672     AVFrame *frame;
673     ThreadFrame tf;
674     MvField *tab_mvf;
675     RefPicList *refPicList;
676     RefPicListTab **rpl_tab;
677     int ctb_count;
678     int poc;
679     struct HEVCFrame *collocated_ref;
680
681     HEVCWindow window;
682
683     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
684     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
685     AVBufferRef *rpl_buf;
686
687     /**
688      * A sequence counter, so that old frames are output first
689      * after a POC reset
690      */
691     uint16_t sequence;
692
693     /**
694      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
695      */
696     uint8_t flags;
697 } HEVCFrame;
698
699 typedef struct HEVCNAL {
700     uint8_t *rbsp_buffer;
701     int rbsp_buffer_size;
702
703     int size;
704     const uint8_t *data;
705 } HEVCNAL;
706
707 struct HEVCContext;
708
709 typedef struct HEVCPredContext {
710     void (*intra_pred)(struct HEVCContext *s, int x0, int y0,
711                        int log2_size, int c_idx);
712
713     void (*pred_planar[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
714                            const uint8_t *left, ptrdiff_t stride);
715     void (*pred_dc)(uint8_t *src, const uint8_t *top, const uint8_t *left,
716                     ptrdiff_t stride, int log2_size, int c_idx);
717     void (*pred_angular[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
718                             const uint8_t *left, ptrdiff_t stride,
719                             int c_idx, int mode);
720 } HEVCPredContext;
721
722 typedef struct HEVCLocalContext {
723     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
724     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
725
726     uint8_t first_qp_group;
727
728     GetBitContext gb;
729     CABACContext cc;
730     TransformTree tt;
731
732     int8_t qp_y;
733     int8_t curr_qp_y;
734
735     TransformUnit tu;
736
737     uint8_t ctb_left_flag;
738     uint8_t ctb_up_flag;
739     uint8_t ctb_up_right_flag;
740     uint8_t ctb_up_left_flag;
741     int     start_of_tiles_x;
742     int     end_of_tiles_x;
743     int     end_of_tiles_y;
744     uint8_t *edge_emu_buffer;
745     int      edge_emu_buffer_size;
746     CodingTree ct;
747     CodingUnit cu;
748     PredictionUnit pu;
749     NeighbourAvailable na;
750
751     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
752     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
753 } HEVCLocalContext;
754
755 typedef struct HEVCContext {
756     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
757     AVCodecContext *avctx;
758
759     HEVCLocalContext HEVClc;
760
761     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
762
763     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
764     uint8_t slice_initialized;
765
766     AVFrame *frame;
767     AVFrame *sao_frame;
768     AVFrame *tmp_frame;
769     AVFrame *output_frame;
770
771     const HEVCVPS *vps;
772     const HEVCSPS *sps;
773     const HEVCPPS *pps;
774     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
775     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
776     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
777
778     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
779     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
780
781     ///< candidate references for the current frame
782     RefPicList rps[5];
783
784     SliceHeader sh;
785     SAOParams *sao;
786     DBParams *deblock;
787     enum NALUnitType nal_unit_type;
788     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
789     HEVCFrame *ref;
790     HEVCFrame DPB[32];
791     int poc;
792     int pocTid0;
793     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
794     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
795     int max_ra;
796     int bs_width;
797     int bs_height;
798
799     int is_decoded;
800
801     HEVCPredContext hpc;
802     HEVCDSPContext hevcdsp;
803     VideoDSPContext vdsp;
804     DSPContext dsp;
805     int8_t *qp_y_tab;
806     uint8_t *split_cu_flag;
807     uint8_t *horizontal_bs;
808     uint8_t *vertical_bs;
809
810     int32_t *tab_slice_address;
811
812     //  CU
813     uint8_t *skip_flag;
814     uint8_t *tab_ct_depth;
815     // PU
816     uint8_t *tab_ipm;
817
818     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
819     uint8_t *is_pcm;
820
821     // CTB-level flags affecting loop filter operation
822     uint8_t *filter_slice_edges;
823
824     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
825     uint8_t *checksum_buf;
826     int      checksum_buf_size;
827
828     /**
829      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
830      * frames are output first after a POC reset
831      */
832     uint16_t seq_decode;
833     uint16_t seq_output;
834
835     HEVCNAL *nals;
836     int nb_nals;
837     int nals_allocated;
838
839     // for checking the frame checksums
840     struct AVMD5 *md5_ctx;
841     uint8_t       md5[3][16];
842     uint8_t is_md5;
843
844     uint8_t context_initialized;
845     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
846                             ///< as a format defined in 14496-15
847     int apply_defdispwin;
848
849     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
850     int nuh_layer_id;
851
852     /** frame packing arrangement variables */
853     int sei_frame_packing_present;
854     int frame_packing_arrangement_type;
855     int content_interpretation_type;
856     int quincunx_subsampling;
857 } HEVCContext;
858
859 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
860                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
861 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
862 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
863 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
864 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
865
866 /**
867  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
868  */
869 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
870
871 /**
872  * Drop all frames currently in DPB.
873  */
874 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
875
876 /**
877  * Compute POC of the current frame and return it.
878  */
879 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
880
881 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
882                                  int x0, int y0);
883
884 /**
885  * Construct the reference picture sets for the current frame.
886  */
887 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
888
889 /**
890  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
891  */
892 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
893
894 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
895 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
896 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
897 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
898 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
899 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
900 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
901 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
902 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
903 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
904 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
905                              int x_cb, int y_cb);
906 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
907 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
908                                           int x0, int y0);
909 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
910 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
911 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
912 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
913 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
914 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
915 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
916 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
917 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
918 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
919 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
920 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
921 int ff_hevc_abs_mvd_greater0_flag_decode(HEVCContext *s);
922 int ff_hevc_abs_mvd_greater1_flag_decode(HEVCContext *s);
923 int ff_hevc_mvd_decode(HEVCContext *s);
924 int ff_hevc_mvd_sign_flag_decode(HEVCContext *s);
925 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
926 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
927 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
928 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
929 int ff_hevc_last_significant_coeff_x_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
930                                                    int log2_size);
931 int ff_hevc_last_significant_coeff_y_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
932                                                    int log2_size);
933 int ff_hevc_last_significant_coeff_suffix_decode(HEVCContext *s,
934                                                  int last_significant_coeff_prefix);
935 int ff_hevc_significant_coeff_group_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
936                                                 int ctx_cg);
937 int ff_hevc_significant_coeff_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx, int x_c,
938                                           int y_c, int log2_trafo_size,
939                                           int scan_idx, int prev_sig);
940 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater1_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
941                                                  int ctx_set);
942 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater2_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
943                                                  int inc);
944 int ff_hevc_coeff_abs_level_remaining(HEVCContext *s, int base_level,
945                                       int rc_rice_param);
946 int ff_hevc_coeff_sign_flag(HEVCContext *s, uint8_t nb);
947
948 /**
949  * Get the number of candidate references for the current frame.
950  */
951 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
952
953 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
954
955 /**
956  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
957  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
958  */
959 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
960
961 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
962
963 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
964                                      int nPbW, int nPbH);
965 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
966                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
967                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
968 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
969                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
970                               int part_idx, int merge_idx,
971                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
972 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
973                      int log2_cb_size);
974 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
975                                            int log2_trafo_size,
976                                            int slice_or_tiles_up_boundary,
977                                            int slice_or_tiles_left_boundary);
978 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
979 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
980 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
981 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
982
983 void ff_hevc_pps_free(HEVCPPS **ppps);
984
985 void ff_hevc_pred_init(HEVCPredContext *hpc, int bit_depth);
986
987 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
988 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
989 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
990
991 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
992 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
993 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
994 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
995
996 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */