df81e55ed872ae5b3c6114790f4b5a2654a2593d
[ffmpeg.git] / libavcodec / hevcdec.h
1 /*
2  * HEVC video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2012 - 2013 Guillaume Martres
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #ifndef AVCODEC_HEVCDEC_H
24 #define AVCODEC_HEVCDEC_H
25
26 #include <stddef.h>
27 #include <stdint.h>
28
29 #include "libavutil/buffer.h"
30 #include "libavutil/md5.h"
31
32 #include "avcodec.h"
33 #include "bswapdsp.h"
34 #include "cabac.h"
35 #include "get_bits.h"
36 #include "h2645_parse.h"
37 #include "hevc.h"
38 #include "hevcdsp.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "thread.h"
41 #include "videodsp.h"
42
43 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
44 #define MAX_REFS 16
45
46 //TODO: check if this is really the maximum
47 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
48
49 #define MAX_TB_SIZE 32
50 #define MAX_PB_SIZE 64
51 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
52 #define MAX_QP 51
53 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
54
55 #define HEVC_CONTEXTS 183
56
57 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
58
59 #define L0 0
60 #define L1 1
61
62 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
63 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
64 #define EPEL_EXTRA        3
65
66 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
67
68 /**
69  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
70  */
71 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
72 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
73
74 #define IS_IDR(s) (s->nal_unit_type == HEVC_NAL_IDR_W_RADL || s->nal_unit_type == HEVC_NAL_IDR_N_LP)
75 #define IS_BLA(s) (s->nal_unit_type == HEVC_NAL_BLA_W_RADL || s->nal_unit_type == HEVC_NAL_BLA_W_LP || \
76                    s->nal_unit_type == HEVC_NAL_BLA_N_LP)
77 #define IS_IRAP(s) (s->nal_unit_type >= 16 && s->nal_unit_type <= 23)
78
79 #define FFUDIV(a,b) (((a) > 0 ? (a) : (a) - (b) + 1) / (b))
80 #define FFUMOD(a,b) ((a) - (b) * FFUDIV(a,b))
81
82 enum RPSType {
83     ST_CURR_BEF = 0,
84     ST_CURR_AFT,
85     ST_FOLL,
86     LT_CURR,
87     LT_FOLL,
88     NB_RPS_TYPE,
89 };
90
91 enum SliceType {
92     B_SLICE = 0,
93     P_SLICE = 1,
94     I_SLICE = 2,
95 };
96
97 enum SyntaxElement {
98     SAO_MERGE_FLAG = 0,
99     SAO_TYPE_IDX,
100     SAO_EO_CLASS,
101     SAO_BAND_POSITION,
102     SAO_OFFSET_ABS,
103     SAO_OFFSET_SIGN,
104     END_OF_SLICE_FLAG,
105     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
106     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
107     SKIP_FLAG,
108     CU_QP_DELTA,
109     PRED_MODE_FLAG,
110     PART_MODE,
111     PCM_FLAG,
112     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
113     MPM_IDX,
114     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
115     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
116     MERGE_FLAG,
117     MERGE_IDX,
118     INTER_PRED_IDC,
119     REF_IDX_L0,
120     REF_IDX_L1,
121     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
122     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
123     ABS_MVD_MINUS2,
124     MVD_SIGN_FLAG,
125     MVP_LX_FLAG,
126     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
127     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
128     CBF_LUMA,
129     CBF_CB_CR,
130     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
131     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
132     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
133     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
134     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
135     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
136     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
137     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
138     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
139     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
140     COEFF_SIGN_FLAG,
141 };
142
143 enum PartMode {
144     PART_2Nx2N = 0,
145     PART_2NxN  = 1,
146     PART_Nx2N  = 2,
147     PART_NxN   = 3,
148     PART_2NxnU = 4,
149     PART_2NxnD = 5,
150     PART_nLx2N = 6,
151     PART_nRx2N = 7,
152 };
153
154 enum PredMode {
155     MODE_INTER = 0,
156     MODE_INTRA,
157     MODE_SKIP,
158 };
159
160 enum InterPredIdc {
161     PRED_L0 = 0,
162     PRED_L1,
163     PRED_BI,
164 };
165
166 enum IntraPredMode {
167     INTRA_PLANAR = 0,
168     INTRA_DC,
169     INTRA_ANGULAR_2,
170     INTRA_ANGULAR_3,
171     INTRA_ANGULAR_4,
172     INTRA_ANGULAR_5,
173     INTRA_ANGULAR_6,
174     INTRA_ANGULAR_7,
175     INTRA_ANGULAR_8,
176     INTRA_ANGULAR_9,
177     INTRA_ANGULAR_10,
178     INTRA_ANGULAR_11,
179     INTRA_ANGULAR_12,
180     INTRA_ANGULAR_13,
181     INTRA_ANGULAR_14,
182     INTRA_ANGULAR_15,
183     INTRA_ANGULAR_16,
184     INTRA_ANGULAR_17,
185     INTRA_ANGULAR_18,
186     INTRA_ANGULAR_19,
187     INTRA_ANGULAR_20,
188     INTRA_ANGULAR_21,
189     INTRA_ANGULAR_22,
190     INTRA_ANGULAR_23,
191     INTRA_ANGULAR_24,
192     INTRA_ANGULAR_25,
193     INTRA_ANGULAR_26,
194     INTRA_ANGULAR_27,
195     INTRA_ANGULAR_28,
196     INTRA_ANGULAR_29,
197     INTRA_ANGULAR_30,
198     INTRA_ANGULAR_31,
199     INTRA_ANGULAR_32,
200     INTRA_ANGULAR_33,
201     INTRA_ANGULAR_34,
202 };
203
204 enum SAOType {
205     SAO_NOT_APPLIED = 0,
206     SAO_BAND,
207     SAO_EDGE,
208 };
209
210 enum SAOEOClass {
211     SAO_EO_HORIZ = 0,
212     SAO_EO_VERT,
213     SAO_EO_135D,
214     SAO_EO_45D,
215 };
216
217 enum ScanType {
218     SCAN_DIAG = 0,
219     SCAN_HORIZ,
220     SCAN_VERT,
221 };
222
223 typedef struct ShortTermRPS {
224     unsigned int num_negative_pics;
225     int num_delta_pocs;
226     int rps_idx_num_delta_pocs;
227     int32_t delta_poc[32];
228     uint8_t used[32];
229 } ShortTermRPS;
230
231 typedef struct LongTermRPS {
232     int     poc[32];
233     uint8_t used[32];
234     uint8_t nb_refs;
235 } LongTermRPS;
236
237 typedef struct RefPicList {
238     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
239     int list[MAX_REFS];
240     int isLongTerm[MAX_REFS];
241     int nb_refs;
242 } RefPicList;
243
244 typedef struct RefPicListTab {
245     RefPicList refPicList[2];
246 } RefPicListTab;
247
248 typedef struct HEVCWindow {
249     unsigned int left_offset;
250     unsigned int right_offset;
251     unsigned int top_offset;
252     unsigned int bottom_offset;
253 } HEVCWindow;
254
255 typedef struct VUI {
256     AVRational sar;
257
258     int overscan_info_present_flag;
259     int overscan_appropriate_flag;
260
261     int video_signal_type_present_flag;
262     int video_format;
263     int video_full_range_flag;
264     int colour_description_present_flag;
265     uint8_t colour_primaries;
266     uint8_t transfer_characteristic;
267     uint8_t matrix_coeffs;
268
269     int chroma_loc_info_present_flag;
270     int chroma_sample_loc_type_top_field;
271     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
272     int neutra_chroma_indication_flag;
273
274     int field_seq_flag;
275     int frame_field_info_present_flag;
276
277     int default_display_window_flag;
278     HEVCWindow def_disp_win;
279
280     int vui_timing_info_present_flag;
281     uint32_t vui_num_units_in_tick;
282     uint32_t vui_time_scale;
283     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
284     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
285     int vui_hrd_parameters_present_flag;
286
287     int bitstream_restriction_flag;
288     int tiles_fixed_structure_flag;
289     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
290     int restricted_ref_pic_lists_flag;
291     int min_spatial_segmentation_idc;
292     int max_bytes_per_pic_denom;
293     int max_bits_per_min_cu_denom;
294     int log2_max_mv_length_horizontal;
295     int log2_max_mv_length_vertical;
296 } VUI;
297
298 typedef struct PTLCommon {
299     uint8_t profile_space;
300     uint8_t tier_flag;
301     uint8_t profile_idc;
302     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
303     uint8_t level_idc;
304     uint8_t progressive_source_flag;
305     uint8_t interlaced_source_flag;
306     uint8_t non_packed_constraint_flag;
307     uint8_t frame_only_constraint_flag;
308 } PTLCommon;
309
310 typedef struct PTL {
311     PTLCommon general_ptl;
312     PTLCommon sub_layer_ptl[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
313
314     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
315     uint8_t sub_layer_level_present_flag[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
316 } PTL;
317
318 typedef struct HEVCVPS {
319     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
320     int vps_max_layers;
321     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
322
323     PTL ptl;
324     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
325     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
326     unsigned int vps_num_reorder_pics[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
327     unsigned int vps_max_latency_increase[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
328     int vps_max_layer_id;
329     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
330     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
331     uint32_t vps_num_units_in_tick;
332     uint32_t vps_time_scale;
333     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
334     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
335     int vps_num_hrd_parameters;
336 } HEVCVPS;
337
338 typedef struct ScalingList {
339     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
340      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
341     uint8_t sl[4][6][64];
342     uint8_t sl_dc[2][6];
343 } ScalingList;
344
345 typedef struct HEVCSPS {
346     int vps_id;
347     int chroma_format_idc;
348     uint8_t separate_colour_plane_flag;
349
350     ///< output (i.e. cropped) values
351     int output_width, output_height;
352     HEVCWindow output_window;
353
354     HEVCWindow pic_conf_win;
355
356     int bit_depth;
357     int pixel_shift;
358     enum AVPixelFormat pix_fmt;
359
360     unsigned int log2_max_poc_lsb;
361     int pcm_enabled_flag;
362
363     int max_sub_layers;
364     struct {
365         int max_dec_pic_buffering;
366         int num_reorder_pics;
367         int max_latency_increase;
368     } temporal_layer[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
369
370     VUI vui;
371     PTL ptl;
372
373     uint8_t scaling_list_enable_flag;
374     ScalingList scaling_list;
375
376     unsigned int nb_st_rps;
377     ShortTermRPS st_rps[HEVC_MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
378
379     uint8_t amp_enabled_flag;
380     uint8_t sao_enabled;
381
382     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
383     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
384     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
385     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
386
387     struct {
388         uint8_t bit_depth;
389         uint8_t bit_depth_chroma;
390         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
391         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
392         uint8_t loop_filter_disable_flag;
393     } pcm;
394     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
395     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
396
397     unsigned int log2_min_cb_size;
398     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
399     unsigned int log2_min_tb_size;
400     unsigned int log2_max_trafo_size;
401     unsigned int log2_ctb_size;
402     unsigned int log2_min_pu_size;
403
404     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
405     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
406
407     ///< coded frame dimension in various units
408     int width;
409     int height;
410     int ctb_width;
411     int ctb_height;
412     int ctb_size;
413     int min_cb_width;
414     int min_cb_height;
415     int min_tb_width;
416     int min_tb_height;
417     int min_pu_width;
418     int min_pu_height;
419
420     int hshift[3];
421     int vshift[3];
422
423     int qp_bd_offset;
424 } HEVCSPS;
425
426 typedef struct HEVCPPS {
427     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
428
429     uint8_t sign_data_hiding_flag;
430
431     uint8_t cabac_init_present_flag;
432
433     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
434     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
435     int pic_init_qp_minus26;
436
437     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
438     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
439
440     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
441     int diff_cu_qp_delta_depth;
442
443     int cb_qp_offset;
444     int cr_qp_offset;
445     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
446     uint8_t weighted_pred_flag;
447     uint8_t weighted_bipred_flag;
448     uint8_t output_flag_present_flag;
449     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
450
451     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
452     uint8_t tiles_enabled_flag;
453     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
454
455     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
456     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
457     uint8_t uniform_spacing_flag;
458     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
459
460     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
461
462     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
463     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
464     uint8_t disable_dbf;
465     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
466     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
467
468     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
469     ScalingList scaling_list;
470
471     uint8_t lists_modification_present_flag;
472     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
473     int num_extra_slice_header_bits;
474     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
475
476     // Inferred parameters
477     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
478     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
479     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
480     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
481     int *col_idxX;
482
483     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
484     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
485     int *tile_id;           ///< TileId
486     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
487     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
488 } HEVCPPS;
489
490 typedef struct HEVCParamSets {
491     AVBufferRef *vps_list[HEVC_MAX_VPS_COUNT];
492     AVBufferRef *sps_list[HEVC_MAX_SPS_COUNT];
493     AVBufferRef *pps_list[HEVC_MAX_PPS_COUNT];
494
495     /* currently active parameter sets */
496     const HEVCVPS *vps;
497     const HEVCSPS *sps;
498     const HEVCPPS *pps;
499 } HEVCParamSets;
500
501 typedef struct SliceHeader {
502     unsigned int pps_id;
503
504     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
505     unsigned int   slice_segment_addr;
506     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
507     unsigned int   slice_addr;
508
509     enum SliceType slice_type;
510
511     int pic_order_cnt_lsb;
512
513     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
514     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
515     uint8_t pic_output_flag;
516     uint8_t colour_plane_id;
517
518     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
519     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
520     int short_term_ref_pic_set_size;
521     ShortTermRPS slice_rps;
522     const ShortTermRPS *short_term_rps;
523     int long_term_ref_pic_set_size;
524     LongTermRPS long_term_rps;
525     unsigned int list_entry_lx[2][32];
526
527     uint8_t rpl_modification_flag[2];
528     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
529     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
530
531     unsigned int nb_refs[2];
532
533     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
534     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
535
536     uint8_t cabac_init_flag;
537     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
538     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
539     uint8_t collocated_list;
540
541     unsigned int collocated_ref_idx;
542
543     int slice_qp_delta;
544     int slice_cb_qp_offset;
545     int slice_cr_qp_offset;
546
547     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
548     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
549
550     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
551
552     int num_entry_point_offsets;
553
554     int8_t slice_qp;
555
556     uint8_t luma_log2_weight_denom;
557     int16_t chroma_log2_weight_denom;
558
559     int16_t luma_weight_l0[16];
560     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
561     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
562     int16_t luma_weight_l1[16];
563
564     int16_t luma_offset_l0[16];
565     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
566
567     int16_t luma_offset_l1[16];
568     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
569
570     int slice_ctb_addr_rs;
571 } SliceHeader;
572
573 typedef struct CodingTree {
574     int depth; ///< ctDepth
575 } CodingTree;
576
577 typedef struct CodingUnit {
578     int x;
579     int y;
580
581     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
582     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
583
584     // Inferred parameters
585     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
586     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
587     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
588 } CodingUnit;
589
590 typedef struct Mv {
591     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
592     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
593 } Mv;
594
595 typedef struct MvField {
596     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
597     int8_t ref_idx[2];
598     int8_t pred_flag[2];
599     uint8_t is_intra;
600 } MvField;
601
602 typedef struct NeighbourAvailable {
603     int cand_bottom_left;
604     int cand_left;
605     int cand_up;
606     int cand_up_left;
607     int cand_up_right;
608     int cand_up_right_sap;
609 } NeighbourAvailable;
610
611 typedef struct PredictionUnit {
612     int mpm_idx;
613     int rem_intra_luma_pred_mode;
614     uint8_t intra_pred_mode[4];
615     Mv mvd;
616     uint8_t merge_flag;
617     uint8_t intra_pred_mode_c;
618 } PredictionUnit;
619
620 typedef struct TransformUnit {
621     int cu_qp_delta;
622
623     // Inferred parameters;
624     int cur_intra_pred_mode;
625     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
626 } TransformUnit;
627
628 typedef struct DBParams {
629     int beta_offset;
630     int tc_offset;
631 } DBParams;
632
633 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
634 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
635 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
636
637 typedef struct HEVCFrame {
638     AVFrame *frame;
639     ThreadFrame tf;
640     MvField *tab_mvf;
641     RefPicList *refPicList;
642     RefPicListTab **rpl_tab;
643     int ctb_count;
644     int poc;
645     struct HEVCFrame *collocated_ref;
646
647     HEVCWindow window;
648
649     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
650     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
651     AVBufferRef *rpl_buf;
652
653     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
654     void *hwaccel_picture_private;
655
656     /**
657      * A sequence counter, so that old frames are output first
658      * after a POC reset
659      */
660     uint16_t sequence;
661
662     /**
663      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
664      */
665     uint8_t flags;
666 } HEVCFrame;
667
668 struct HEVCContext;
669
670 typedef struct HEVCPredContext {
671     void (*intra_pred[4])(struct HEVCContext *s, int x0, int y0, int c_idx);
672
673     void (*pred_planar[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
674                            const uint8_t *left, ptrdiff_t stride);
675     void (*pred_dc)(uint8_t *src, const uint8_t *top, const uint8_t *left,
676                     ptrdiff_t stride, int log2_size, int c_idx);
677     void (*pred_angular[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
678                             const uint8_t *left, ptrdiff_t stride,
679                             int c_idx, int mode);
680 } HEVCPredContext;
681
682 typedef struct HEVCLocalContext {
683     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 24) * MAX_PB_SIZE]);
684     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
685
686     uint8_t first_qp_group;
687
688     GetBitContext gb;
689     CABACContext cc;
690
691     int8_t qp_y;
692     int8_t curr_qp_y;
693
694     TransformUnit tu;
695
696     uint8_t ctb_left_flag;
697     uint8_t ctb_up_flag;
698     uint8_t ctb_up_right_flag;
699     uint8_t ctb_up_left_flag;
700     int     start_of_tiles_x;
701     int     end_of_tiles_x;
702     int     end_of_tiles_y;
703     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
704     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
705     CodingTree ct;
706     CodingUnit cu;
707     PredictionUnit pu;
708     NeighbourAvailable na;
709
710 #define BOUNDARY_LEFT_SLICE     (1 << 0)
711 #define BOUNDARY_LEFT_TILE      (1 << 1)
712 #define BOUNDARY_UPPER_SLICE    (1 << 2)
713 #define BOUNDARY_UPPER_TILE     (1 << 3)
714     /* properties of the boundary of the current CTB for the purposes
715      * of the deblocking filter */
716     int boundary_flags;
717 } HEVCLocalContext;
718
719 typedef struct HEVCContext {
720     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
721     AVCodecContext *avctx;
722
723     HEVCLocalContext HEVClc;
724
725     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
726
727     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
728     uint8_t slice_initialized;
729
730     AVFrame *frame;
731     AVFrame *sao_frame;
732     AVFrame *tmp_frame;
733     AVFrame *output_frame;
734
735     HEVCParamSets ps;
736
737     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
738     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
739
740     ///< candidate references for the current frame
741     RefPicList rps[5];
742
743     SliceHeader sh;
744     SAOParams *sao;
745     DBParams *deblock;
746     enum HEVCNALUnitType nal_unit_type;
747     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
748     HEVCFrame *ref;
749     HEVCFrame DPB[32];
750     int poc;
751     int pocTid0;
752     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
753     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
754     int max_ra;
755     int bs_width;
756     int bs_height;
757
758     int is_decoded;
759
760     HEVCPredContext hpc;
761     HEVCDSPContext hevcdsp;
762     VideoDSPContext vdsp;
763     BswapDSPContext bdsp;
764     int8_t *qp_y_tab;
765     uint8_t *horizontal_bs;
766     uint8_t *vertical_bs;
767
768     int32_t *tab_slice_address;
769
770     //  CU
771     uint8_t *skip_flag;
772     uint8_t *tab_ct_depth;
773     // PU
774     uint8_t *tab_ipm;
775
776     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
777     uint8_t *is_pcm;
778
779     // CTB-level flags affecting loop filter operation
780     uint8_t *filter_slice_edges;
781
782     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
783     uint8_t *checksum_buf;
784     int      checksum_buf_size;
785
786     /**
787      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
788      * frames are output first after a POC reset
789      */
790     uint16_t seq_decode;
791     uint16_t seq_output;
792
793     H2645Packet pkt;
794     // type of the first VCL NAL of the current frame
795     enum HEVCNALUnitType first_nal_type;
796
797     // for checking the frame checksums
798     struct AVMD5 *md5_ctx;
799     uint8_t       md5[3][16];
800     uint8_t is_md5;
801
802     uint8_t context_initialized;
803     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
804                             ///< as a format defined in 14496-15
805     int apply_defdispwin;
806
807     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
808     int nuh_layer_id;
809
810     /** frame packing arrangement variables */
811     int sei_frame_packing_present;
812     int frame_packing_arrangement_type;
813     int content_interpretation_type;
814     int quincunx_subsampling;
815
816     /** display orientation */
817     int sei_display_orientation_present;
818     int sei_anticlockwise_rotation;
819     int sei_hflip, sei_vflip;
820 } HEVCContext;
821
822 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
823                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
824
825 /**
826  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
827  *
828  * @param sps_id the SPS id will be written here
829  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
830  *                         will be applied to the video dimensions
831  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
832  *                 to an existing VPS
833  */
834 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
835                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
836
837 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
838                            HEVCParamSets *ps);
839 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
840                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
841 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
842                            HEVCParamSets *ps);
843 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
844
845 /**
846  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
847  */
848 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
849
850 /**
851  * Drop all frames currently in DPB.
852  */
853 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
854
855 /**
856  * Compute POC of the current frame and return it.
857  */
858 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
859
860 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
861                                  int x0, int y0);
862
863 /**
864  * Construct the reference picture sets for the current frame.
865  */
866 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
867
868 /**
869  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
870  */
871 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
872
873 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
874 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
875 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
876 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
877 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
878 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
879 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
880 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
881 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
882 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
883 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
884                              int x_cb, int y_cb);
885 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
886 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
887                                           int x0, int y0);
888 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
889 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
890 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
891 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
892 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
893 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
894 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
895 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
896 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
897 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
898 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
899 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
900 int ff_hevc_abs_mvd_greater0_flag_decode(HEVCContext *s);
901 int ff_hevc_abs_mvd_greater1_flag_decode(HEVCContext *s);
902 int ff_hevc_mvd_decode(HEVCContext *s);
903 int ff_hevc_mvd_sign_flag_decode(HEVCContext *s);
904 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
905 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
906 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
907 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
908 int ff_hevc_last_significant_coeff_x_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
909                                                    int log2_size);
910 int ff_hevc_last_significant_coeff_y_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
911                                                    int log2_size);
912 int ff_hevc_last_significant_coeff_suffix_decode(HEVCContext *s,
913                                                  int last_significant_coeff_prefix);
914 int ff_hevc_significant_coeff_group_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
915                                                 int ctx_cg);
916 int ff_hevc_significant_coeff_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx, int x_c,
917                                           int y_c, int log2_trafo_size,
918                                           int scan_idx, int prev_sig);
919 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater1_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
920                                                  int ctx_set);
921 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater2_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
922                                                  int inc);
923 int ff_hevc_coeff_abs_level_remaining(HEVCContext *s, int base_level,
924                                       int rc_rice_param);
925 int ff_hevc_coeff_sign_flag(HEVCContext *s, uint8_t nb);
926
927 /**
928  * Get the number of candidate references for the current frame.
929  */
930 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
931
932 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
933
934 /**
935  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
936  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
937  */
938 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
939
940 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
941
942 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
943                                      int nPbW, int nPbH);
944 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
945                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
946                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
947 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
948                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
949                               int part_idx, int merge_idx,
950                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
951 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
952                      int log2_cb_size);
953 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
954                                            int log2_trafo_size);
955 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
956 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
957 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
958 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
959
960 void ff_hevc_pps_free(HEVCPPS **ppps);
961
962 void ff_hevc_pred_init(HEVCPredContext *hpc, int bit_depth);
963
964 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
965                            uint8_t *buf, int buf_size);
966
967 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
968 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
969 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
970
971 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
972 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
973 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
974 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
975
976 #endif /* AVCODEC_HEVCDEC_H */