hevc: avoid some unnecessary differences with libav
[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 ProfileTierLevel {
334     int profile_space;
335     uint8_t tier_flag;
336     int profile_idc;
337     int profile_compatibility_flag[32];
338     int level_idc;
339     int progressive_source_flag;
340     int interlaced_source_flag;
341     int non_packed_constraint_flag;
342     int frame_only_constraint_flag;
343 } ProfileTierLevel;
344
345 typedef struct PTL {
346     ProfileTierLevel general_PTL;
347     ProfileTierLevel 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
352     int sub_layer_profile_space[MAX_SUB_LAYERS];
353     uint8_t sub_layer_tier_flag[MAX_SUB_LAYERS];
354     int sub_layer_profile_idc[MAX_SUB_LAYERS];
355     uint8_t sub_layer_profile_compatibility_flags[MAX_SUB_LAYERS][32];
356     int sub_layer_level_idc[MAX_SUB_LAYERS];
357 } PTL;
358
359 typedef struct HEVCVPS {
360     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
361     int vps_max_layers;
362     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
363
364     PTL ptl;
365     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
366     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
367     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
368     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
369     int vps_max_layer_id;
370     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
371     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
372     uint32_t vps_num_units_in_tick;
373     uint32_t vps_time_scale;
374     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
375     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
376     int vps_num_hrd_parameters;
377 } HEVCVPS;
378
379 typedef struct ScalingList {
380     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
381      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
382     uint8_t sl[4][6][64];
383     uint8_t sl_dc[2][6];
384 } ScalingList;
385
386 typedef struct HEVCSPS {
387     int vps_id;
388     int chroma_format_idc;
389     uint8_t separate_colour_plane_flag;
390
391     ///< output (i.e. cropped) values
392     int output_width, output_height;
393     HEVCWindow output_window;
394
395     HEVCWindow pic_conf_win;
396
397     int bit_depth;
398     int pixel_shift;
399     enum AVPixelFormat pix_fmt;
400
401     unsigned int log2_max_poc_lsb;
402     int pcm_enabled_flag;
403
404     int max_sub_layers;
405     struct {
406         int max_dec_pic_buffering;
407         int num_reorder_pics;
408         int max_latency_increase;
409     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
410
411     VUI vui;
412     PTL ptl;
413
414     uint8_t scaling_list_enable_flag;
415     ScalingList scaling_list;
416
417     unsigned int nb_st_rps;
418     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
419
420     uint8_t amp_enabled_flag;
421     uint8_t sao_enabled;
422
423     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
424     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
425     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
426     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
427
428     struct {
429         uint8_t bit_depth;
430         uint8_t bit_depth_chroma;
431         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
432         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
433         uint8_t loop_filter_disable_flag;
434     } pcm;
435     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
436     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
437
438     unsigned int log2_min_cb_size;
439     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
440     unsigned int log2_min_tb_size;
441     unsigned int log2_max_trafo_size;
442     unsigned int log2_ctb_size;
443     unsigned int log2_min_pu_size;
444
445     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
446     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
447
448     ///< coded frame dimension in various units
449     int width;
450     int height;
451     int ctb_width;
452     int ctb_height;
453     int ctb_size;
454     int min_cb_width;
455     int min_cb_height;
456     int min_tb_width;
457     int min_tb_height;
458     int min_pu_width;
459     int min_pu_height;
460
461     int hshift[3];
462     int vshift[3];
463
464     int qp_bd_offset;
465 } HEVCSPS;
466
467 typedef struct HEVCPPS {
468     int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
469
470     uint8_t sign_data_hiding_flag;
471
472     uint8_t cabac_init_present_flag;
473
474     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
475     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
476     int pic_init_qp_minus26;
477
478     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
479     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
480
481     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
482     int diff_cu_qp_delta_depth;
483
484     int cb_qp_offset;
485     int cr_qp_offset;
486     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
487     uint8_t weighted_pred_flag;
488     uint8_t weighted_bipred_flag;
489     uint8_t output_flag_present_flag;
490     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
491
492     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
493     uint8_t tiles_enabled_flag;
494     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
495
496     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
497     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
498     uint8_t uniform_spacing_flag;
499     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
500
501     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
502
503     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
504     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
505     uint8_t disable_dbf;
506     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
507     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
508
509     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
510     ScalingList scaling_list;
511
512     uint8_t lists_modification_present_flag;
513     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
514     int num_extra_slice_header_bits;
515     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
516
517     // Inferred parameters
518     int *column_width;  ///< ColumnWidth
519     int *row_height;    ///< RowHeight
520     int *col_bd;        ///< ColBd
521     int *row_bd;        ///< RowBd
522     int *col_idxX;
523
524     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
525     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
526     int *tile_id;           ///< TileId
527     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
528     int *min_cb_addr_zs;    ///< MinCbAddrZS
529     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
530 } HEVCPPS;
531
532 typedef struct SliceHeader {
533     int pps_id;
534
535     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
536     unsigned int   slice_segment_addr;
537     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
538     unsigned int   slice_addr;
539
540     enum SliceType slice_type;
541
542     int pic_order_cnt_lsb;
543
544     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
545     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
546     uint8_t pic_output_flag;
547     uint8_t colour_plane_id;
548
549     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
550     ShortTermRPS slice_rps;
551     const ShortTermRPS *short_term_rps;
552     LongTermRPS long_term_rps;
553     unsigned int list_entry_lx[2][32];
554
555     uint8_t rpl_modification_flag[2];
556     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
557     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
558
559     unsigned int nb_refs[2];
560
561     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
562     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
563
564     uint8_t cabac_init_flag;
565     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
566     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
567     uint8_t collocated_list;
568
569     unsigned int collocated_ref_idx;
570
571     int slice_qp_delta;
572     int slice_cb_qp_offset;
573     int slice_cr_qp_offset;
574
575     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
576     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
577
578     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
579
580     int *entry_point_offset;
581     int * offset;
582     int * size;
583     int num_entry_point_offsets;
584
585     int8_t slice_qp;
586
587     uint8_t luma_log2_weight_denom;
588     int16_t chroma_log2_weight_denom;
589
590     int16_t luma_weight_l0[16];
591     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
592     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
593     int16_t luma_weight_l1[16];
594
595     int16_t luma_offset_l0[16];
596     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
597
598     int16_t luma_offset_l1[16];
599     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
600
601     int slice_ctb_addr_rs;
602 } SliceHeader;
603
604 typedef struct CodingTree {
605     int depth; ///< ctDepth
606 } CodingTree;
607
608 typedef struct CodingUnit {
609     int x;
610     int y;
611
612     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
613     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
614
615     uint8_t rqt_root_cbf;
616
617     uint8_t pcm_flag;
618
619     // Inferred parameters
620     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
621     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
622     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
623 } CodingUnit;
624
625 typedef struct Mv {
626     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
627     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
628 } Mv;
629
630 typedef struct MvField {
631     Mv mv[2];
632     int8_t ref_idx[2];
633     int8_t pred_flag[2];
634     uint8_t is_intra;
635 } MvField;
636
637 typedef struct NeighbourAvailable {
638     int cand_bottom_left;
639     int cand_left;
640     int cand_up;
641     int cand_up_left;
642     int cand_up_right;
643     int cand_up_right_sap;
644 } NeighbourAvailable;
645
646 typedef struct PredictionUnit {
647     int mpm_idx;
648     int rem_intra_luma_pred_mode;
649     uint8_t intra_pred_mode[4];
650     Mv mvd;
651     uint8_t merge_flag;
652     uint8_t intra_pred_mode_c;
653 } PredictionUnit;
654
655 typedef struct TransformTree {
656     uint8_t cbf_cb[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
657     uint8_t cbf_cr[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
658     uint8_t cbf_luma;
659
660     // Inferred parameters
661     uint8_t inter_split_flag;
662 } TransformTree;
663
664 typedef struct TransformUnit {
665     int cu_qp_delta;
666
667     // Inferred parameters;
668     int cur_intra_pred_mode;
669     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
670 } TransformUnit;
671
672 typedef struct SAOParams {
673     int offset_abs[3][4];   ///< sao_offset_abs
674     int offset_sign[3][4];  ///< sao_offset_sign
675
676     int band_position[3];   ///< sao_band_position
677
678     int eo_class[3];        ///< sao_eo_class
679
680     int offset_val[3][5];   ///<SaoOffsetVal
681
682     uint8_t type_idx[3];    ///< sao_type_idx
683 } SAOParams;
684
685 typedef struct DBParams {
686     int beta_offset;
687     int tc_offset;
688 } DBParams;
689
690 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
691 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
692 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
693
694 typedef struct HEVCFrame {
695     AVFrame *frame;
696     ThreadFrame tf;
697     MvField *tab_mvf;
698     RefPicList *refPicList;
699     RefPicListTab **rpl_tab;
700     int ctb_count;
701     int poc;
702     struct HEVCFrame *collocated_ref;
703
704     HEVCWindow window;
705
706     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
707     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
708     AVBufferRef *rpl_buf;
709
710     /**
711      * A sequence counter, so that old frames are output first
712      * after a POC reset
713      */
714     uint16_t sequence;
715
716     /**
717      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
718      */
719     uint8_t flags;
720 } HEVCFrame;
721
722 typedef struct HEVCNAL {
723     uint8_t *rbsp_buffer;
724     int rbsp_buffer_size;
725
726     int size;
727     const uint8_t *data;
728 } HEVCNAL;
729
730 typedef struct HEVCLocalContext {
731     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
732     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
733
734     uint8_t first_qp_group;
735
736     GetBitContext gb;
737     CABACContext cc;
738     TransformTree tt;
739
740     int8_t qp_y;
741     int8_t curr_qp_y;
742
743     TransformUnit tu;
744
745     uint8_t ctb_left_flag;
746     uint8_t ctb_up_flag;
747     uint8_t ctb_up_right_flag;
748     uint8_t ctb_up_left_flag;
749     int     start_of_tiles_x;
750     int     end_of_tiles_x;
751     int     end_of_tiles_y;
752     uint8_t *edge_emu_buffer;
753     int      edge_emu_buffer_size;
754     CodingTree ct;
755     CodingUnit cu;
756     PredictionUnit pu;
757     NeighbourAvailable na;
758
759     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
760     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
761 } HEVCLocalContext;
762
763 typedef struct HEVCContext {
764     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
765     AVCodecContext *avctx;
766
767     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
768
769     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
770     HEVCLocalContext    *HEVClc;
771
772     uint8_t             threads_type;
773     uint8_t             threads_number;
774
775     int                 width;
776     int                 height;
777
778     uint8_t *cabac_state;
779
780     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
781     uint8_t slice_initialized;
782
783     AVFrame *frame;
784     AVFrame *sao_frame;
785     AVFrame *tmp_frame;
786     AVFrame *output_frame;
787
788     const HEVCVPS *vps;
789     const HEVCSPS *sps;
790     const HEVCPPS *pps;
791     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
792     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
793     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
794
795     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
796     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
797
798     ///< candidate references for the current frame
799     RefPicList rps[5];
800
801     SliceHeader sh;
802     SAOParams *sao;
803     DBParams *deblock;
804     enum NALUnitType nal_unit_type;
805     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
806     HEVCFrame *ref;
807     HEVCFrame DPB[32];
808     int poc;
809     int pocTid0;
810     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
811     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
812     int max_ra;
813     int bs_width;
814     int bs_height;
815
816     int is_decoded;
817
818     HEVCPredContext hpc;
819     HEVCDSPContext hevcdsp;
820     VideoDSPContext vdsp;
821     DSPContext dsp;
822     int8_t *qp_y_tab;
823     uint8_t *split_cu_flag;
824     uint8_t *horizontal_bs;
825     uint8_t *vertical_bs;
826
827     int32_t *tab_slice_address;
828
829     //  CU
830     uint8_t *skip_flag;
831     uint8_t *tab_ct_depth;
832     // PU
833     uint8_t *tab_ipm;
834
835     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
836     uint8_t *is_pcm;
837
838     // CTB-level flags affecting loop filter operation
839     uint8_t *filter_slice_edges;
840
841     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
842     uint8_t *checksum_buf;
843     int      checksum_buf_size;
844
845     /**
846      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
847      * frames are output first after a POC reset
848      */
849     uint16_t seq_decode;
850     uint16_t seq_output;
851
852     int enable_parallel_tiles;
853     int wpp_err;
854     int skipped_bytes;
855     int *skipped_bytes_pos;
856     int skipped_bytes_pos_size;
857
858     int *skipped_bytes_nal;
859     int **skipped_bytes_pos_nal;
860     int *skipped_bytes_pos_size_nal;
861
862     uint8_t *data;
863
864     HEVCNAL *nals;
865     int nb_nals;
866     int nals_allocated;
867
868     // for checking the frame checksums
869     struct AVMD5 *md5_ctx;
870     uint8_t       md5[3][16];
871     uint8_t is_md5;
872
873     uint8_t context_initialized;
874     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
875                             ///< as a format defined in 14496-15
876     int apply_defdispwin;
877
878     int active_seq_parameter_set_id;
879
880     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
881     int nuh_layer_id;
882
883     /** frame packing arrangement variables */
884     int sei_frame_packing_present;
885     int frame_packing_arrangement_type;
886     int content_interpretation_type;
887     int quincunx_subsampling;
888
889     int picture_struct;
890 } HEVCContext;
891
892 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
893                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
894 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
895 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
896 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
897 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
898
899 int ff_hevc_extract_rbsp(HEVCContext *s, const uint8_t *src, int length,
900                          HEVCNAL *nal);
901
902 /**
903  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
904  */
905 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
906
907 /**
908  * Drop all frames currently in DPB.
909  */
910 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
911
912 /**
913  * Compute POC of the current frame and return it.
914  */
915 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
916
917 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
918                                  int x0, int y0);
919
920 /**
921  * Construct the reference picture sets for the current frame.
922  */
923 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
924
925 /**
926  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
927  */
928 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
929
930 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
931 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
932 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
933 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
934 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
935 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
936 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
937 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
938 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
939 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
940 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
941                              int x_cb, int y_cb);
942 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
943 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
944                                           int x0, int y0);
945 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
946 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
947 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
948 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
949 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
950 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
951 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
952 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
953 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
954 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
955 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
956 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
957 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
958 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
959 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
960 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
961
962 /**
963  * Get the number of candidate references for the current frame.
964  */
965 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
966
967 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
968
969 /**
970  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
971  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
972  */
973 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
974
975 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
976
977 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
978                                      int nPbW, int nPbH);
979 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
980                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
981                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
982 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
983                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
984                               int part_idx, int merge_idx,
985                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
986 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
987                      int log2_cb_size);
988 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
989                                            int log2_trafo_size,
990                                            int slice_or_tiles_up_boundary,
991                                            int slice_or_tiles_left_boundary);
992 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
993 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
994 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
995 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
996 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
997                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
998                                  int c_idx);
999
1000 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1001
1002
1003 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1004 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1005 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1006
1007 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1008 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1009 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1010 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1011
1012 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */