hevc: eliminate unnecessary cbf_c{b,r} arrays
[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
86 #define IS_IDR(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
87 #define IS_BLA(s) ((s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
88                    (s)->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
89 #define IS_IRAP(s) ((s)->nal_unit_type >= 16 && (s)->nal_unit_type <= 23)
90
91 /**
92  * Table 7-3: NAL unit type codes
93  */
94 enum NALUnitType {
95     NAL_TRAIL_N    = 0,
96     NAL_TRAIL_R    = 1,
97     NAL_TSA_N      = 2,
98     NAL_TSA_R      = 3,
99     NAL_STSA_N     = 4,
100     NAL_STSA_R     = 5,
101     NAL_RADL_N     = 6,
102     NAL_RADL_R     = 7,
103     NAL_RASL_N     = 8,
104     NAL_RASL_R     = 9,
105     NAL_BLA_W_LP   = 16,
106     NAL_BLA_W_RADL = 17,
107     NAL_BLA_N_LP   = 18,
108     NAL_IDR_W_RADL = 19,
109     NAL_IDR_N_LP   = 20,
110     NAL_CRA_NUT    = 21,
111     NAL_VPS        = 32,
112     NAL_SPS        = 33,
113     NAL_PPS        = 34,
114     NAL_AUD        = 35,
115     NAL_EOS_NUT    = 36,
116     NAL_EOB_NUT    = 37,
117     NAL_FD_NUT     = 38,
118     NAL_SEI_PREFIX = 39,
119     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
120 };
121
122 enum RPSType {
123     ST_CURR_BEF = 0,
124     ST_CURR_AFT,
125     ST_FOLL,
126     LT_CURR,
127     LT_FOLL,
128     NB_RPS_TYPE,
129 };
130
131 enum SliceType {
132     B_SLICE = 0,
133     P_SLICE = 1,
134     I_SLICE = 2,
135 };
136
137 enum SyntaxElement {
138     SAO_MERGE_FLAG = 0,
139     SAO_TYPE_IDX,
140     SAO_EO_CLASS,
141     SAO_BAND_POSITION,
142     SAO_OFFSET_ABS,
143     SAO_OFFSET_SIGN,
144     END_OF_SLICE_FLAG,
145     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
146     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
147     SKIP_FLAG,
148     CU_QP_DELTA,
149     PRED_MODE_FLAG,
150     PART_MODE,
151     PCM_FLAG,
152     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
153     MPM_IDX,
154     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
155     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
156     MERGE_FLAG,
157     MERGE_IDX,
158     INTER_PRED_IDC,
159     REF_IDX_L0,
160     REF_IDX_L1,
161     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
162     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
163     ABS_MVD_MINUS2,
164     MVD_SIGN_FLAG,
165     MVP_LX_FLAG,
166     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
167     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
168     CBF_LUMA,
169     CBF_CB_CR,
170     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
171     EXPLICIT_RDPCM_FLAG,
172     EXPLICIT_RDPCM_DIR_FLAG,
173     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
174     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
175     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
176     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
177     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
178     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
179     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
180     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
181     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
182     COEFF_SIGN_FLAG,
183     LOG2_RES_SCALE_ABS,
184     RES_SCALE_SIGN_FLAG,
185     CU_CHROMA_QP_OFFSET_FLAG,
186     CU_CHROMA_QP_OFFSET_IDX,
187 };
188
189 enum PartMode {
190     PART_2Nx2N = 0,
191     PART_2NxN  = 1,
192     PART_Nx2N  = 2,
193     PART_NxN   = 3,
194     PART_2NxnU = 4,
195     PART_2NxnD = 5,
196     PART_nLx2N = 6,
197     PART_nRx2N = 7,
198 };
199
200 enum PredMode {
201     MODE_INTER = 0,
202     MODE_INTRA,
203     MODE_SKIP,
204 };
205
206 enum InterPredIdc {
207     PRED_L0 = 0,
208     PRED_L1,
209     PRED_BI,
210 };
211
212 enum PredFlag {
213     PF_INTRA = 0,
214     PF_L0,
215     PF_L1,
216     PF_BI,
217 };
218
219 enum IntraPredMode {
220     INTRA_PLANAR = 0,
221     INTRA_DC,
222     INTRA_ANGULAR_2,
223     INTRA_ANGULAR_3,
224     INTRA_ANGULAR_4,
225     INTRA_ANGULAR_5,
226     INTRA_ANGULAR_6,
227     INTRA_ANGULAR_7,
228     INTRA_ANGULAR_8,
229     INTRA_ANGULAR_9,
230     INTRA_ANGULAR_10,
231     INTRA_ANGULAR_11,
232     INTRA_ANGULAR_12,
233     INTRA_ANGULAR_13,
234     INTRA_ANGULAR_14,
235     INTRA_ANGULAR_15,
236     INTRA_ANGULAR_16,
237     INTRA_ANGULAR_17,
238     INTRA_ANGULAR_18,
239     INTRA_ANGULAR_19,
240     INTRA_ANGULAR_20,
241     INTRA_ANGULAR_21,
242     INTRA_ANGULAR_22,
243     INTRA_ANGULAR_23,
244     INTRA_ANGULAR_24,
245     INTRA_ANGULAR_25,
246     INTRA_ANGULAR_26,
247     INTRA_ANGULAR_27,
248     INTRA_ANGULAR_28,
249     INTRA_ANGULAR_29,
250     INTRA_ANGULAR_30,
251     INTRA_ANGULAR_31,
252     INTRA_ANGULAR_32,
253     INTRA_ANGULAR_33,
254     INTRA_ANGULAR_34,
255 };
256
257 enum SAOType {
258     SAO_NOT_APPLIED = 0,
259     SAO_BAND,
260     SAO_EDGE,
261     SAO_APPLIED
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     int transform_skip_rotation_enabled_flag;
461     int transform_skip_context_enabled_flag;
462     int implicit_rdpcm_enabled_flag;
463     int explicit_rdpcm_enabled_flag;
464     int intra_smoothing_disabled_flag;
465     int persistent_rice_adaptation_enabled_flag;
466
467     ///< coded frame dimension in various units
468     int width;
469     int height;
470     int ctb_width;
471     int ctb_height;
472     int ctb_size;
473     int min_cb_width;
474     int min_cb_height;
475     int min_tb_width;
476     int min_tb_height;
477     int min_pu_width;
478     int min_pu_height;
479     int tb_mask;
480
481     int hshift[3];
482     int vshift[3];
483
484     int qp_bd_offset;
485 } HEVCSPS;
486
487 typedef struct HEVCPPS {
488     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
489
490     uint8_t sign_data_hiding_flag;
491
492     uint8_t cabac_init_present_flag;
493
494     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
495     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
496     int pic_init_qp_minus26;
497
498     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
499     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
500
501     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
502     int diff_cu_qp_delta_depth;
503
504     int cb_qp_offset;
505     int cr_qp_offset;
506     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
507     uint8_t weighted_pred_flag;
508     uint8_t weighted_bipred_flag;
509     uint8_t output_flag_present_flag;
510     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
511
512     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
513     uint8_t tiles_enabled_flag;
514     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
515
516     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
517     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
518     uint8_t uniform_spacing_flag;
519     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
520
521     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
522
523     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
524     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
525     uint8_t disable_dbf;
526     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
527     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
528
529     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
530     ScalingList scaling_list;
531
532     uint8_t lists_modification_present_flag;
533     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
534     int num_extra_slice_header_bits;
535     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
536     uint8_t log2_max_transform_skip_block_size;
537     uint8_t cross_component_prediction_enabled_flag;
538     uint8_t chroma_qp_offset_list_enabled_flag;
539     uint8_t diff_cu_chroma_qp_offset_depth;
540     uint8_t chroma_qp_offset_list_len_minus1;
541     int8_t  cb_qp_offset_list[5];
542     int8_t  cr_qp_offset_list[5];
543     uint8_t log2_sao_offset_scale_luma;
544     uint8_t log2_sao_offset_scale_chroma;
545
546     // Inferred parameters
547     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
548     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
549     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
550     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
551     int *col_idxX;
552
553     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
554     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
555     int *tile_id;           ///< TileId
556     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
557     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
558     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
559 } HEVCPPS;
560
561 typedef struct SliceHeader {
562     unsigned int pps_id;
563
564     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
565     unsigned int   slice_segment_addr;
566     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
567     unsigned int   slice_addr;
568
569     enum SliceType slice_type;
570
571     int pic_order_cnt_lsb;
572
573     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
574     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
575     uint8_t pic_output_flag;
576     uint8_t colour_plane_id;
577
578     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
579     ShortTermRPS slice_rps;
580     const ShortTermRPS *short_term_rps;
581     LongTermRPS long_term_rps;
582     unsigned int list_entry_lx[2][32];
583
584     uint8_t rpl_modification_flag[2];
585     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
586     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
587
588     unsigned int nb_refs[2];
589
590     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
591     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
592
593     uint8_t cabac_init_flag;
594     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
595     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
596     uint8_t collocated_list;
597
598     unsigned int collocated_ref_idx;
599
600     int slice_qp_delta;
601     int slice_cb_qp_offset;
602     int slice_cr_qp_offset;
603
604     uint8_t cu_chroma_qp_offset_enabled_flag;
605
606     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
607     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
608
609     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
610
611     int *entry_point_offset;
612     int * offset;
613     int * size;
614     int num_entry_point_offsets;
615
616     int8_t slice_qp;
617
618     uint8_t luma_log2_weight_denom;
619     int16_t chroma_log2_weight_denom;
620
621     int16_t luma_weight_l0[16];
622     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
623     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
624     int16_t luma_weight_l1[16];
625
626     int16_t luma_offset_l0[16];
627     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
628
629     int16_t luma_offset_l1[16];
630     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
631
632     int slice_ctb_addr_rs;
633 } SliceHeader;
634
635 typedef struct CodingTree {
636     int depth; ///< ctDepth
637 } CodingTree;
638
639 typedef struct CodingUnit {
640     int x;
641     int y;
642
643     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
644     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
645
646     uint8_t rqt_root_cbf;
647
648     uint8_t pcm_flag;
649
650     // Inferred parameters
651     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
652     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
653     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
654 } CodingUnit;
655
656 typedef struct Mv {
657     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
658     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
659 } Mv;
660
661 typedef struct MvField {
662     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
663     int8_t ref_idx[2];
664     int8_t pred_flag;
665 } MvField;
666
667 typedef struct NeighbourAvailable {
668     int cand_bottom_left;
669     int cand_left;
670     int cand_up;
671     int cand_up_left;
672     int cand_up_right;
673     int cand_up_right_sap;
674 } NeighbourAvailable;
675
676 typedef struct PredictionUnit {
677     int mpm_idx;
678     int rem_intra_luma_pred_mode;
679     uint8_t intra_pred_mode[4];
680     Mv mvd;
681     uint8_t merge_flag;
682     uint8_t intra_pred_mode_c[4];
683     uint8_t chroma_mode_c[4];
684 } PredictionUnit;
685
686 typedef struct TransformTree {
687     uint8_t cbf_luma;
688
689     // Inferred parameters
690     uint8_t inter_split_flag;
691 } TransformTree;
692
693 typedef struct TransformUnit {
694     DECLARE_ALIGNED(32, int16_t, coeffs[2][MAX_TB_SIZE * MAX_TB_SIZE]);
695     int cu_qp_delta;
696
697     int res_scale_val;
698
699     // Inferred parameters;
700     int intra_pred_mode;
701     int intra_pred_mode_c;
702     int chroma_mode_c;
703     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
704     uint8_t is_cu_chroma_qp_offset_coded;
705     int8_t  cu_qp_offset_cb;
706     int8_t  cu_qp_offset_cr;
707     uint8_t cross_pf;
708 } TransformUnit;
709
710 typedef struct DBParams {
711     int beta_offset;
712     int tc_offset;
713 } DBParams;
714
715 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
716 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
717 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
718 #define HEVC_FRAME_FLAG_BUMPING   (1 << 3)
719
720 typedef struct HEVCFrame {
721     AVFrame *frame;
722     ThreadFrame tf;
723     MvField *tab_mvf;
724     RefPicList *refPicList;
725     RefPicListTab **rpl_tab;
726     int ctb_count;
727     int poc;
728     struct HEVCFrame *collocated_ref;
729
730     HEVCWindow window;
731
732     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
733     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
734     AVBufferRef *rpl_buf;
735
736     /**
737      * A sequence counter, so that old frames are output first
738      * after a POC reset
739      */
740     uint16_t sequence;
741
742     /**
743      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
744      */
745     uint8_t flags;
746 } HEVCFrame;
747
748 typedef struct HEVCNAL {
749     uint8_t *rbsp_buffer;
750     int rbsp_buffer_size;
751
752     int size;
753     const uint8_t *data;
754 } HEVCNAL;
755
756 typedef struct HEVCLocalContext {
757     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
758     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
759
760     uint8_t stat_coeff[4];
761
762     uint8_t first_qp_group;
763
764     GetBitContext gb;
765     CABACContext cc;
766     TransformTree tt;
767
768     int8_t qp_y;
769     int8_t curr_qp_y;
770
771     int qPy_pred;
772
773     TransformUnit tu;
774
775     uint8_t ctb_left_flag;
776     uint8_t ctb_up_flag;
777     uint8_t ctb_up_right_flag;
778     uint8_t ctb_up_left_flag;
779     int     end_of_tiles_x;
780     int     end_of_tiles_y;
781     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
782     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
783     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
784
785     CodingTree ct;
786     CodingUnit cu;
787     PredictionUnit pu;
788     NeighbourAvailable na;
789
790     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
791     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
792 } HEVCLocalContext;
793
794 typedef struct HEVCContext {
795     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
796     AVCodecContext *avctx;
797
798     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
799
800     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
801     HEVCLocalContext    *HEVClc;
802
803     uint8_t             threads_type;
804     uint8_t             threads_number;
805
806     int                 width;
807     int                 height;
808
809     uint8_t *cabac_state;
810
811     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
812     uint8_t slice_initialized;
813
814     AVFrame *frame;
815     AVFrame *sao_frame;
816     AVFrame *tmp_frame;
817     AVFrame *output_frame;
818
819     const HEVCVPS *vps;
820     const HEVCSPS *sps;
821     const HEVCPPS *pps;
822     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
823     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
824     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
825
826     AVBufferRef *current_sps;
827
828     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
829     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
830
831     ///< candidate references for the current frame
832     RefPicList rps[5];
833
834     SliceHeader sh;
835     SAOParams *sao;
836     DBParams *deblock;
837     enum NALUnitType nal_unit_type;
838     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
839     HEVCFrame *ref;
840     HEVCFrame DPB[32];
841     int poc;
842     int pocTid0;
843     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
844     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
845     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
846     int max_ra;
847     int bs_width;
848     int bs_height;
849
850     int is_decoded;
851
852     HEVCPredContext hpc;
853     HEVCDSPContext hevcdsp;
854     VideoDSPContext vdsp;
855     BswapDSPContext bdsp;
856     int8_t *qp_y_tab;
857     uint8_t *horizontal_bs;
858     uint8_t *vertical_bs;
859
860     int32_t *tab_slice_address;
861
862     //  CU
863     uint8_t *skip_flag;
864     uint8_t *tab_ct_depth;
865     // PU
866     uint8_t *tab_ipm;
867
868     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
869     uint8_t *is_pcm;
870
871     // CTB-level flags affecting loop filter operation
872     uint8_t *filter_slice_edges;
873
874     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
875     uint8_t *checksum_buf;
876     int      checksum_buf_size;
877
878     /**
879      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
880      * frames are output first after a POC reset
881      */
882     uint16_t seq_decode;
883     uint16_t seq_output;
884
885     int enable_parallel_tiles;
886     int wpp_err;
887     int skipped_bytes;
888     int *skipped_bytes_pos;
889     int skipped_bytes_pos_size;
890
891     int *skipped_bytes_nal;
892     int **skipped_bytes_pos_nal;
893     int *skipped_bytes_pos_size_nal;
894
895     const uint8_t *data;
896
897     HEVCNAL *nals;
898     int nb_nals;
899     int nals_allocated;
900     // type of the first VCL NAL of the current frame
901     enum NALUnitType first_nal_type;
902
903     // for checking the frame checksums
904     struct AVMD5 *md5_ctx;
905     uint8_t       md5[3][16];
906     uint8_t is_md5;
907
908     uint8_t context_initialized;
909     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
910                             ///< as a format defined in 14496-15
911     int apply_defdispwin;
912
913     int active_seq_parameter_set_id;
914
915     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
916     int nuh_layer_id;
917
918     /** frame packing arrangement variables */
919     int sei_frame_packing_present;
920     int frame_packing_arrangement_type;
921     int content_interpretation_type;
922     int quincunx_subsampling;
923
924     /** display orientation */
925     int sei_display_orientation_present;
926     int sei_anticlockwise_rotation;
927     int sei_hflip, sei_vflip;
928
929     int picture_struct;
930 } HEVCContext;
931
932 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
933                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
934 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
935 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
936 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
937 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
938
939 int ff_hevc_extract_rbsp(HEVCContext *s, const uint8_t *src, int length,
940                          HEVCNAL *nal);
941
942 /**
943  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
944  */
945 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
946
947 /**
948  * Drop all frames currently in DPB.
949  */
950 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
951
952 /**
953  * Compute POC of the current frame and return it.
954  */
955 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
956
957 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
958                                  int x0, int y0);
959
960 /**
961  * Construct the reference picture sets for the current frame.
962  */
963 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
964
965 /**
966  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
967  */
968 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
969
970 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
971 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
972 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
973 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
974 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
975 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
976 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
977 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
978 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
979 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
980 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
981                              int x_cb, int y_cb);
982 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
983 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
984                                           int x0, int y0);
985 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
986 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
987 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
988 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
989 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
990 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
991 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
992 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
993 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
994 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
995 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
996 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
997 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
998 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
999 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
1000 int ff_hevc_log2_res_scale_abs(HEVCContext *s, int idx);
1001 int ff_hevc_res_scale_sign_flag(HEVCContext *s, int idx);
1002
1003 /**
1004  * Get the number of candidate references for the current frame.
1005  */
1006 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
1007
1008 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
1009
1010 /**
1011  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
1012  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
1013  */
1014 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
1015
1016 void ff_hevc_bump_frame(HEVCContext *s);
1017
1018 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
1019
1020 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1021                                      int nPbW, int nPbH);
1022 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1023                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1024                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
1025 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1026                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
1027                               int part_idx, int merge_idx,
1028                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
1029 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xBase, int yBase,
1030                      int log2_cb_size);
1031 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1032                                            int log2_trafo_size);
1033 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
1034 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
1035 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_flag(HEVCContext *s);
1036 int ff_hevc_cu_chroma_qp_offset_idx(HEVCContext *s);
1037 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y, int ctb_size);
1038 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
1039 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
1040                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
1041                                  int c_idx);
1042
1043 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
1044
1045
1046 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1047 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1048 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1049
1050 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1051 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1052 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1053 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1054
1055 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */