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