hevc: simplify SAO computation, delay from one row its computation
[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 FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "libavutil/buffer.h"
27 #include "libavutil/md5.h"
28
29 #include "avcodec.h"
30 #include "bswapdsp.h"
31 #include "cabac.h"
32 #include "get_bits.h"
33 #include "hevcpred.h"
34 #include "hevcdsp.h"
35 #include "internal.h"
36 #include "thread.h"
37 #include "videodsp.h"
38
39 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
40 #define MAX_REFS 16
41
42 #define MAX_NB_THREADS 16
43 #define SHIFT_CTB_WPP 2
44
45 /**
46  * 7.4.2.1
47  */
48 #define MAX_SUB_LAYERS 7
49 #define MAX_VPS_COUNT 16
50 #define MAX_SPS_COUNT 32
51 #define MAX_PPS_COUNT 256
52 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
53 #define MAX_CU_SIZE 128
54
55 //TODO: check if this is really the maximum
56 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
57
58 #define MAX_TB_SIZE 32
59 #define MAX_PB_SIZE 64
60 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
61 #define MAX_QP 51
62 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
63
64 #define HEVC_CONTEXTS 199
65
66 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
67
68 #define L0 0
69 #define L1 1
70
71 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
72 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
73 #define EPEL_EXTRA        3
74 #define QPEL_EXTRA_BEFORE 3
75 #define QPEL_EXTRA_AFTER  4
76 #define QPEL_EXTRA        7
77
78 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
79
80 /**
81  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
82  */
83 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
84 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
85 #define SAMPLE_CBF(tab, x, y) ((tab)[((y) & ((1<<log2_trafo_size)-1)) * MAX_CU_SIZE + ((x) & ((1<<log2_trafo_size)-1))])
86
87 #define IS_IDR(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
88 #define IS_BLA(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
89                    (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
90 #define IS_IRAP(s) ((s)->nal_unit_type >= 16 && (s)->nal_unit_type <= 23)
91
92 /**
93  * Table 7-3: NAL unit type codes
94  */
95 enum NALUnitType {
96     NAL_TRAIL_N    = 0,
97     NAL_TRAIL_R    = 1,
98     NAL_TSA_N      = 2,
99     NAL_TSA_R      = 3,
100     NAL_STSA_N     = 4,
101     NAL_STSA_R     = 5,
102     NAL_RADL_N     = 6,
103     NAL_RADL_R     = 7,
104     NAL_RASL_N     = 8,
105     NAL_RASL_R     = 9,
106     NAL_BLA_W_LP   = 16,
107     NAL_BLA_W_RADL = 17,
108     NAL_BLA_N_LP   = 18,
109     NAL_IDR_W_RADL = 19,
110     NAL_IDR_N_LP   = 20,
111     NAL_CRA_NUT    = 21,
112     NAL_VPS        = 32,
113     NAL_SPS        = 33,
114     NAL_PPS        = 34,
115     NAL_AUD        = 35,
116     NAL_EOS_NUT    = 36,
117     NAL_EOB_NUT    = 37,
118     NAL_FD_NUT     = 38,
119     NAL_SEI_PREFIX = 39,
120     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
121 };
122
123 enum RPSType {
124     ST_CURR_BEF = 0,
125     ST_CURR_AFT,
126     ST_FOLL,
127     LT_CURR,
128     LT_FOLL,
129     NB_RPS_TYPE,
130 };
131
132 enum SliceType {
133     B_SLICE = 0,
134     P_SLICE = 1,
135     I_SLICE = 2,
136 };
137
138 enum SyntaxElement {
139     SAO_MERGE_FLAG = 0,
140     SAO_TYPE_IDX,
141     SAO_EO_CLASS,
142     SAO_BAND_POSITION,
143     SAO_OFFSET_ABS,
144     SAO_OFFSET_SIGN,
145     END_OF_SLICE_FLAG,
146     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
147     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
148     SKIP_FLAG,
149     CU_QP_DELTA,
150     PRED_MODE_FLAG,
151     PART_MODE,
152     PCM_FLAG,
153     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
154     MPM_IDX,
155     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
156     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
157     MERGE_FLAG,
158     MERGE_IDX,
159     INTER_PRED_IDC,
160     REF_IDX_L0,
161     REF_IDX_L1,
162     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
163     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
164     ABS_MVD_MINUS2,
165     MVD_SIGN_FLAG,
166     MVP_LX_FLAG,
167     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
168     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
169     CBF_LUMA,
170     CBF_CB_CR,
171     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
172     EXPLICIT_RDPCM_FLAG,
173     EXPLICIT_RDPCM_DIR_FLAG,
174     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
175     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
176     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
177     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
178     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
179     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
180     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
181     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
182     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
183     COEFF_SIGN_FLAG,
184     LOG2_RES_SCALE_ABS,
185     RES_SCALE_SIGN_FLAG,
186     CU_CHROMA_QP_OFFSET_FLAG,
187     CU_CHROMA_QP_OFFSET_IDX,
188 };
189
190 enum PartMode {
191     PART_2Nx2N = 0,
192     PART_2NxN  = 1,
193     PART_Nx2N  = 2,
194     PART_NxN   = 3,
195     PART_2NxnU = 4,
196     PART_2NxnD = 5,
197     PART_nLx2N = 6,
198     PART_nRx2N = 7,
199 };
200
201 enum PredMode {
202     MODE_INTER = 0,
203     MODE_INTRA,
204     MODE_SKIP,
205 };
206
207 enum InterPredIdc {
208     PRED_L0 = 0,
209     PRED_L1,
210     PRED_BI,
211 };
212
213 enum PredFlag {
214     PF_INTRA = 0,
215     PF_L0,
216     PF_L1,
217     PF_BI,
218 };
219
220 enum IntraPredMode {
221     INTRA_PLANAR = 0,
222     INTRA_DC,
223     INTRA_ANGULAR_2,
224     INTRA_ANGULAR_3,
225     INTRA_ANGULAR_4,
226     INTRA_ANGULAR_5,
227     INTRA_ANGULAR_6,
228     INTRA_ANGULAR_7,
229     INTRA_ANGULAR_8,
230     INTRA_ANGULAR_9,
231     INTRA_ANGULAR_10,
232     INTRA_ANGULAR_11,
233     INTRA_ANGULAR_12,
234     INTRA_ANGULAR_13,
235     INTRA_ANGULAR_14,
236     INTRA_ANGULAR_15,
237     INTRA_ANGULAR_16,
238     INTRA_ANGULAR_17,
239     INTRA_ANGULAR_18,
240     INTRA_ANGULAR_19,
241     INTRA_ANGULAR_20,
242     INTRA_ANGULAR_21,
243     INTRA_ANGULAR_22,
244     INTRA_ANGULAR_23,
245     INTRA_ANGULAR_24,
246     INTRA_ANGULAR_25,
247     INTRA_ANGULAR_26,
248     INTRA_ANGULAR_27,
249     INTRA_ANGULAR_28,
250     INTRA_ANGULAR_29,
251     INTRA_ANGULAR_30,
252     INTRA_ANGULAR_31,
253     INTRA_ANGULAR_32,
254     INTRA_ANGULAR_33,
255     INTRA_ANGULAR_34,
256 };
257
258 enum SAOType {
259     SAO_NOT_APPLIED = 0,
260     SAO_BAND,
261     SAO_EDGE,
262 };
263
264 enum SAOEOClass {
265     SAO_EO_HORIZ = 0,
266     SAO_EO_VERT,
267     SAO_EO_135D,
268     SAO_EO_45D,
269 };
270
271 enum ScanType {
272     SCAN_DIAG = 0,
273     SCAN_HORIZ,
274     SCAN_VERT,
275 };
276
277 typedef struct ShortTermRPS {
278     unsigned int num_negative_pics;
279     int num_delta_pocs;
280     int32_t delta_poc[32];
281     uint8_t used[32];
282 } ShortTermRPS;
283
284 typedef struct LongTermRPS {
285     int     poc[32];
286     uint8_t used[32];
287     uint8_t nb_refs;
288 } LongTermRPS;
289
290 typedef struct RefPicList {
291     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
292     int list[MAX_REFS];
293     int isLongTerm[MAX_REFS];
294     int nb_refs;
295 } RefPicList;
296
297 typedef struct RefPicListTab {
298     RefPicList refPicList[2];
299 } RefPicListTab;
300
301 typedef struct HEVCWindow {
302     int left_offset;
303     int right_offset;
304     int top_offset;
305     int bottom_offset;
306 } HEVCWindow;
307
308 typedef struct VUI {
309     AVRational sar;
310
311     int overscan_info_present_flag;
312     int overscan_appropriate_flag;
313
314     int video_signal_type_present_flag;
315     int video_format;
316     int video_full_range_flag;
317     int colour_description_present_flag;
318     uint8_t colour_primaries;
319     uint8_t transfer_characteristic;
320     uint8_t matrix_coeffs;
321
322     int chroma_loc_info_present_flag;
323     int chroma_sample_loc_type_top_field;
324     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
325     int neutra_chroma_indication_flag;
326
327     int field_seq_flag;
328     int frame_field_info_present_flag;
329
330     int default_display_window_flag;
331     HEVCWindow def_disp_win;
332
333     int vui_timing_info_present_flag;
334     uint32_t vui_num_units_in_tick;
335     uint32_t vui_time_scale;
336     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
337     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
338     int vui_hrd_parameters_present_flag;
339
340     int bitstream_restriction_flag;
341     int tiles_fixed_structure_flag;
342     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
343     int restricted_ref_pic_lists_flag;
344     int min_spatial_segmentation_idc;
345     int max_bytes_per_pic_denom;
346     int max_bits_per_min_cu_denom;
347     int log2_max_mv_length_horizontal;
348     int log2_max_mv_length_vertical;
349 } VUI;
350
351 typedef struct PTLCommon {
352     uint8_t profile_space;
353     uint8_t tier_flag;
354     uint8_t profile_idc;
355     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
356     uint8_t level_idc;
357     uint8_t progressive_source_flag;
358     uint8_t interlaced_source_flag;
359     uint8_t non_packed_constraint_flag;
360     uint8_t frame_only_constraint_flag;
361 } PTLCommon;
362
363 typedef struct PTL {
364     PTLCommon general_ptl;
365     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
366
367     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
368     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
369 } PTL;
370
371 typedef struct HEVCVPS {
372     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
373     int vps_max_layers;
374     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
375
376     PTL ptl;
377     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
378     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
379     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
380     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
381     int vps_max_layer_id;
382     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
383     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
384     uint32_t vps_num_units_in_tick;
385     uint32_t vps_time_scale;
386     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
387     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
388     int vps_num_hrd_parameters;
389 } HEVCVPS;
390
391 typedef struct ScalingList {
392     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
393      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
394     uint8_t sl[4][6][64];
395     uint8_t sl_dc[2][6];
396 } ScalingList;
397
398 typedef struct HEVCSPS {
399     unsigned vps_id;
400     int chroma_format_idc;
401     uint8_t separate_colour_plane_flag;
402
403     ///< output (i.e. cropped) values
404     int output_width, output_height;
405     HEVCWindow output_window;
406
407     HEVCWindow pic_conf_win;
408
409     int bit_depth;
410     int pixel_shift;
411     enum AVPixelFormat pix_fmt;
412
413     unsigned int log2_max_poc_lsb;
414     int pcm_enabled_flag;
415
416     int max_sub_layers;
417     struct {
418         int max_dec_pic_buffering;
419         int num_reorder_pics;
420         int max_latency_increase;
421     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
422
423     VUI vui;
424     PTL ptl;
425
426     uint8_t scaling_list_enable_flag;
427     ScalingList scaling_list;
428
429     unsigned int nb_st_rps;
430     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
431
432     uint8_t amp_enabled_flag;
433     uint8_t sao_enabled;
434
435     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
436     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
437     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
438     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
439
440     struct {
441         uint8_t bit_depth;
442         uint8_t bit_depth_chroma;
443         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
444         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
445         uint8_t loop_filter_disable_flag;
446     } pcm;
447     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
448     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
449
450     unsigned int log2_min_cb_size;
451     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
452     unsigned int log2_min_tb_size;
453     unsigned int log2_max_trafo_size;
454     unsigned int log2_ctb_size;
455     unsigned int log2_min_pu_size;
456
457     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
458     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
459
460     ///< coded frame dimension in various units
461     int width;
462     int height;
463     int ctb_width;
464     int ctb_height;
465     int ctb_size;
466     int min_cb_width;
467     int min_cb_height;
468     int min_tb_width;
469     int min_tb_height;
470     int min_pu_width;
471     int min_pu_height;
472     int tb_mask;
473
474     int hshift[3];
475     int vshift[3];
476
477     int qp_bd_offset;
478 } HEVCSPS;
479
480 typedef struct HEVCPPS {
481     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
482
483     uint8_t sign_data_hiding_flag;
484
485     uint8_t cabac_init_present_flag;
486
487     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
488     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
489     int pic_init_qp_minus26;
490
491     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
492     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
493
494     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
495     int diff_cu_qp_delta_depth;
496
497     int cb_qp_offset;
498     int cr_qp_offset;
499     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
500     uint8_t weighted_pred_flag;
501     uint8_t weighted_bipred_flag;
502     uint8_t output_flag_present_flag;
503     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
504
505     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
506     uint8_t tiles_enabled_flag;
507     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
508
509     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
510     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
511     uint8_t uniform_spacing_flag;
512     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
513
514     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
515
516     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
517     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
518     uint8_t disable_dbf;
519     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
520     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
521
522     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
523     ScalingList scaling_list;
524
525     uint8_t lists_modification_present_flag;
526     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
527     int num_extra_slice_header_bits;
528     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
529
530     // Inferred parameters
531     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
532     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
533     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
534     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
535     int *col_idxX;
536
537     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
538     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
539     int *tile_id;           ///< TileId
540     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
541     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
542     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
543 } HEVCPPS;
544
545 typedef struct SliceHeader {
546     unsigned int pps_id;
547
548     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
549     unsigned int   slice_segment_addr;
550     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
551     unsigned int   slice_addr;
552
553     enum SliceType slice_type;
554
555     int pic_order_cnt_lsb;
556
557     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
558     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
559     uint8_t pic_output_flag;
560     uint8_t colour_plane_id;
561
562     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
563     ShortTermRPS slice_rps;
564     const ShortTermRPS *short_term_rps;
565     LongTermRPS long_term_rps;
566     unsigned int list_entry_lx[2][32];
567
568     uint8_t rpl_modification_flag[2];
569     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
570     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
571
572     unsigned int nb_refs[2];
573
574     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
575     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
576
577     uint8_t cabac_init_flag;
578     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
579     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
580     uint8_t collocated_list;
581
582     unsigned int collocated_ref_idx;
583
584     int slice_qp_delta;
585     int slice_cb_qp_offset;
586     int slice_cr_qp_offset;
587
588     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
589     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
590
591     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
592
593     int *entry_point_offset;
594     int * offset;
595     int * size;
596     int num_entry_point_offsets;
597
598     int8_t slice_qp;
599
600     uint8_t luma_log2_weight_denom;
601     int16_t chroma_log2_weight_denom;
602
603     int16_t luma_weight_l0[16];
604     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
605     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
606     int16_t luma_weight_l1[16];
607
608     int16_t luma_offset_l0[16];
609     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
610
611     int16_t luma_offset_l1[16];
612     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
613
614     int slice_ctb_addr_rs;
615 } SliceHeader;
616
617 typedef struct CodingTree {
618     int depth; ///< ctDepth
619 } CodingTree;
620
621 typedef struct CodingUnit {
622     int x;
623     int y;
624
625     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
626     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
627
628     uint8_t rqt_root_cbf;
629
630     uint8_t pcm_flag;
631
632     // Inferred parameters
633     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
634     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
635     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
636 } CodingUnit;
637
638 typedef struct Mv {
639     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
640     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
641 } Mv;
642
643 typedef struct MvField {
644     Mv mv[2];
645     int8_t ref_idx[2];
646     int8_t pred_flag;
647 } MvField;
648
649 typedef struct NeighbourAvailable {
650     int cand_bottom_left;
651     int cand_left;
652     int cand_up;
653     int cand_up_left;
654     int cand_up_right;
655     int cand_up_right_sap;
656 } NeighbourAvailable;
657
658 typedef struct PredictionUnit {
659     int mpm_idx;
660     int rem_intra_luma_pred_mode;
661     uint8_t intra_pred_mode[4];
662     Mv mvd;
663     uint8_t merge_flag;
664     uint8_t intra_pred_mode_c;
665 } PredictionUnit;
666
667 typedef struct TransformTree {
668     uint8_t cbf_cb[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
669     uint8_t cbf_cr[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
670     uint8_t cbf_luma;
671
672     // Inferred parameters
673     uint8_t inter_split_flag;
674 } TransformTree;
675
676 typedef struct TransformUnit {
677     int cu_qp_delta;
678
679     // Inferred parameters;
680     int cur_intra_pred_mode;
681     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
682 } TransformUnit;
683
684 typedef struct DBParams {
685     int beta_offset;
686     int tc_offset;
687 } DBParams;
688
689 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
690 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
691 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
692
693 typedef struct HEVCFrame {
694     AVFrame *frame;
695     ThreadFrame tf;
696     MvField *tab_mvf;
697     RefPicList *refPicList;
698     RefPicListTab **rpl_tab;
699     int ctb_count;
700     int poc;
701     struct HEVCFrame *collocated_ref;
702
703     HEVCWindow window;
704
705     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
706     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
707     AVBufferRef *rpl_buf;
708
709     /**
710      * A sequence counter, so that old frames are output first
711      * after a POC reset
712      */
713     uint16_t sequence;
714
715     /**
716      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
717      */
718     uint8_t flags;
719 } HEVCFrame;
720
721 typedef struct HEVCNAL {
722     uint8_t *rbsp_buffer;
723     int rbsp_buffer_size;
724
725     int size;
726     const uint8_t *data;
727 } HEVCNAL;
728
729 typedef struct HEVCLocalContext {
730     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
731     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
732
733     uint8_t first_qp_group;
734
735     GetBitContext gb;
736     CABACContext cc;
737     TransformTree tt;
738
739     int8_t qp_y;
740     int8_t curr_qp_y;
741
742     int qPy_pred;
743
744     TransformUnit tu;
745
746     uint8_t ctb_left_flag;
747     uint8_t ctb_up_flag;
748     uint8_t ctb_up_right_flag;
749     uint8_t ctb_up_left_flag;
750     int     end_of_tiles_x;
751     int     end_of_tiles_y;
752     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
753     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
754     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
755
756     CodingTree ct;
757     CodingUnit cu;
758     PredictionUnit pu;
759     NeighbourAvailable na;
760
761     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
762     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
763 } HEVCLocalContext;
764
765 typedef struct HEVCContext {
766     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
767     AVCodecContext *avctx;
768
769     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
770
771     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
772     HEVCLocalContext    *HEVClc;
773
774     uint8_t             threads_type;
775     uint8_t             threads_number;
776
777     int                 width;
778     int                 height;
779
780     uint8_t *cabac_state;
781
782     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
783     uint8_t slice_initialized;
784
785     AVFrame *frame;
786     AVFrame *sao_frame;
787     AVFrame *tmp_frame;
788     AVFrame *output_frame;
789
790     const HEVCVPS *vps;
791     const HEVCSPS *sps;
792     const HEVCPPS *pps;
793     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
794     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
795     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
796
797     AVBufferRef *current_sps;
798
799     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
800     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
801
802     ///< candidate references for the current frame
803     RefPicList rps[5];
804
805     SliceHeader sh;
806     SAOParams *sao;
807     DBParams *deblock;
808     enum NALUnitType nal_unit_type;
809     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
810     HEVCFrame *ref;
811     HEVCFrame DPB[32];
812     int poc;
813     int pocTid0;
814     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
815     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
816     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
817     int max_ra;
818     int bs_width;
819     int bs_height;
820
821     int is_decoded;
822
823     HEVCPredContext hpc;
824     HEVCDSPContext hevcdsp;
825     VideoDSPContext vdsp;
826     BswapDSPContext bdsp;
827     int8_t *qp_y_tab;
828     uint8_t *split_cu_flag;
829     uint8_t *horizontal_bs;
830     uint8_t *vertical_bs;
831
832     int32_t *tab_slice_address;
833
834     //  CU
835     uint8_t *skip_flag;
836     uint8_t *tab_ct_depth;
837     // PU
838     uint8_t *tab_ipm;
839
840     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
841     uint8_t *is_pcm;
842
843     // CTB-level flags affecting loop filter operation
844     uint8_t *filter_slice_edges;
845
846     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
847     uint8_t *checksum_buf;
848     int      checksum_buf_size;
849
850     /**
851      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
852      * frames are output first after a POC reset
853      */
854     uint16_t seq_decode;
855     uint16_t seq_output;
856
857     int enable_parallel_tiles;
858     int wpp_err;
859     int skipped_bytes;
860     int *skipped_bytes_pos;
861     int skipped_bytes_pos_size;
862
863     int *skipped_bytes_nal;
864     int **skipped_bytes_pos_nal;
865     int *skipped_bytes_pos_size_nal;
866
867     const uint8_t *data;
868
869     HEVCNAL *nals;
870     int nb_nals;
871     int nals_allocated;
872     // type of the first VCL NAL of the current frame
873     enum NALUnitType first_nal_type;
874
875     // for checking the frame checksums
876     struct AVMD5 *md5_ctx;
877     uint8_t       md5[3][16];
878     uint8_t is_md5;
879
880     uint8_t context_initialized;
881     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
882                             ///< as a format defined in 14496-15
883     int apply_defdispwin;
884
885     int active_seq_parameter_set_id;
886
887     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
888     int nuh_layer_id;
889
890     /** frame packing arrangement variables */
891     int sei_frame_packing_present;
892     int frame_packing_arrangement_type;
893     int content_interpretation_type;
894     int quincunx_subsampling;
895
896     /** display orientation */
897     int sei_display_orientation_present;
898     int sei_anticlockwise_rotation;
899     int sei_hflip, sei_vflip;
900
901     int picture_struct;
902 } HEVCContext;
903
904 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
905                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
906 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
907 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
908 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
909 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
910
911 int ff_hevc_extract_rbsp(HEVCContext *s, const uint8_t *src, int length,
912                          HEVCNAL *nal);
913
914 /**
915  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
916  */
917 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
918
919 /**
920  * Drop all frames currently in DPB.
921  */
922 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
923
924 /**
925  * Compute POC of the current frame and return it.
926  */
927 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
928
929 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
930                                  int x0, int y0);
931
932 /**
933  * Construct the reference picture sets for the current frame.
934  */
935 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
936
937 /**
938  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
939  */
940 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
941
942 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
943 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
944 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
945 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
946 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
947 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
948 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
949 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
950 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
951 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
952 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
953                              int x_cb, int y_cb);
954 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
955 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
956                                           int x0, int y0);
957 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
958 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
959 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
960 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
961 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
962 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
963 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
964 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
965 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
966 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
967 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
968 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
969 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
970 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
971 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
972 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
973
974 /**
975  * Get the number of candidate references for the current frame.
976  */
977 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
978
979 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
980
981 /**
982  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
983  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
984  */
985 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
986
987 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
988
989 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
990                                      int nPbW, int nPbH);
991 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
992                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
993                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
994 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
995                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
996                               int part_idx, int merge_idx,
997                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
998 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
999                      int log2_cb_size);
1000 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1001                                            int log2_trafo_size);
1002 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1003 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1004 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y, int ctb_size);
1005 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1006 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1007                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
1008                                  int c_idx);
1009
1010 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1011
1012
1013 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1014 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1015 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1016
1017 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1018 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1019 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1020 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1021
1022 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */