avcodec/idctdsp: Clear idct/idct_add for studio profile
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp8.h
1 /*
2  * VP8 compatible video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
6  * Copyright (C) 2010 Fiona Glaser
7  * Copyright (C) 2012 Daniel Kang
8  *
9  * This file is part of FFmpeg.
10  *
11  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
13  * License as published by the Free Software Foundation; either
14  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
15  *
16  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19  * Lesser General Public License for more details.
20  *
21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
22  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
23  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
24  */
25
26 #ifndef AVCODEC_VP8_H
27 #define AVCODEC_VP8_H
28
29 #include <stdatomic.h>
30
31 #include "libavutil/buffer.h"
32 #include "libavutil/thread.h"
33
34 #include "h264pred.h"
35 #include "thread.h"
36 #include "vp56.h"
37 #include "vp8dsp.h"
38
39 #define VP8_MAX_QUANT 127
40
41 enum dct_token {
42     DCT_0,
43     DCT_1,
44     DCT_2,
45     DCT_3,
46     DCT_4,
47     DCT_CAT1,
48     DCT_CAT2,
49     DCT_CAT3,
50     DCT_CAT4,
51     DCT_CAT5,
52     DCT_CAT6,
53     DCT_EOB,
54
55     NUM_DCT_TOKENS
56 };
57
58 // used to signal 4x4 intra pred in luma MBs
59 #define MODE_I4x4 4
60
61 enum inter_mvmode {
62     VP8_MVMODE_ZERO = MODE_I4x4 + 1,
63     VP8_MVMODE_MV,
64     VP8_MVMODE_SPLIT
65 };
66
67 enum inter_splitmvmode {
68     VP8_SPLITMVMODE_16x8 = 0,    ///< 2 16x8 blocks (vertical)
69     VP8_SPLITMVMODE_8x16,        ///< 2 8x16 blocks (horizontal)
70     VP8_SPLITMVMODE_8x8,         ///< 2x2 blocks of 8x8px each
71     VP8_SPLITMVMODE_4x4,         ///< 4x4 blocks of 4x4px each
72     VP8_SPLITMVMODE_NONE,        ///< (only used in prediction) no split MVs
73 };
74
75 typedef struct VP8FilterStrength {
76     uint8_t filter_level;
77     uint8_t inner_limit;
78     uint8_t inner_filter;
79 } VP8FilterStrength;
80
81 typedef struct VP8Macroblock {
82     uint8_t skip;
83     // TODO: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
84     // in one op. are others needed?
85     uint8_t mode;
86     uint8_t ref_frame;
87     uint8_t partitioning;
88     uint8_t chroma_pred_mode;
89     uint8_t segment;
90     uint8_t intra4x4_pred_mode_mb[16];
91     DECLARE_ALIGNED(4, uint8_t, intra4x4_pred_mode_top)[4];
92     VP56mv mv;
93     VP56mv bmv[16];
94 } VP8Macroblock;
95
96 typedef struct VP8intmv {
97     int x;
98     int y;
99 } VP8intmv;
100
101 typedef struct VP8mvbounds {
102     VP8intmv mv_min;
103     VP8intmv mv_max;
104 } VP8mvbounds;
105
106 typedef struct VP8ThreadData {
107     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block)[6][4][16];
108     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block_dc)[16];
109     /**
110      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
111      * for each of the blocks in the current macroblock.
112      * So, 0 -> no coeffs
113      *     1 -> dc-only (special transform)
114      *     2+-> full transform
115      */
116     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
117     /**
118      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
119      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
120      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
121      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
122      */
123     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
124     int thread_nr;
125 #if HAVE_THREADS
126     pthread_mutex_t lock;
127     pthread_cond_t cond;
128 #endif
129     atomic_int thread_mb_pos; // (mb_y << 16) | (mb_x & 0xFFFF)
130     atomic_int wait_mb_pos; // What the current thread is waiting on.
131
132 #define EDGE_EMU_LINESIZE 32
133     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, edge_emu_buffer)[21 * EDGE_EMU_LINESIZE];
134     VP8FilterStrength *filter_strength;
135     VP8mvbounds mv_bounds;
136 } VP8ThreadData;
137
138 typedef struct VP8Frame {
139     ThreadFrame tf;
140     AVBufferRef *seg_map;
141
142     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
143     void *hwaccel_picture_private;
144 } VP8Frame;
145
146 #define MAX_THREADS 8
147 typedef struct VP8Context {
148     VP8ThreadData *thread_data;
149     AVCodecContext *avctx;
150     enum AVPixelFormat pix_fmt;
151     int actually_webp;
152
153     VP8Frame *framep[4];
154     VP8Frame *next_framep[4];
155     VP8Frame *curframe;
156     VP8Frame *prev_frame;
157
158     uint16_t mb_width;   /* number of horizontal MB */
159     uint16_t mb_height;  /* number of vertical MB */
160     ptrdiff_t linesize;
161     ptrdiff_t uvlinesize;
162
163     uint8_t keyframe;
164     uint8_t deblock_filter;
165     uint8_t mbskip_enabled;
166     uint8_t profile;
167     VP8mvbounds mv_bounds;
168
169     int8_t sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
170     int ref_count[3];
171
172     /**
173      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
174      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
175      * a frame, since the values persist between interframes.
176      */
177     struct {
178         uint8_t enabled;
179         uint8_t absolute_vals;
180         uint8_t update_map;
181         uint8_t update_feature_data;
182         int8_t base_quant[4];
183         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
184     } segmentation;
185
186     struct {
187         uint8_t simple;
188         uint8_t level;
189         uint8_t sharpness;
190     } filter;
191
192     VP8Macroblock *macroblocks;
193
194     uint8_t *intra4x4_pred_mode_top;
195     uint8_t intra4x4_pred_mode_left[4];
196
197     /**
198      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
199      * segmentation is enabled.
200      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
201      */
202     struct {
203         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
204         int16_t luma_qmul[2];
205         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
206         int16_t chroma_qmul[2];
207     } qmat[4];
208
209     // Raw quantisation values, which may be needed by hwaccel decode.
210     struct {
211         int yac_qi;
212         int ydc_delta;
213         int y2dc_delta;
214         int y2ac_delta;
215         int uvdc_delta;
216         int uvac_delta;
217     } quant;
218
219     struct {
220         uint8_t enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
221         uint8_t update;
222
223         /**
224          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
225          * [0-3] - i16x16 (always zero)
226          * [4]   - i4x4
227          * [5]   - zero mv
228          * [6]   - inter modes except for zero or split mv
229          * [7]   - split mv
230          *  i16x16 modes never have any adjustment
231          */
232         int8_t mode[VP8_MVMODE_SPLIT + 1];
233
234         /**
235          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
236          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
237          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
238          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
239          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
240          */
241         int8_t ref[4];
242     } lf_delta;
243
244     uint8_t (*top_border)[16 + 8 + 8];
245     uint8_t (*top_nnz)[9];
246
247     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
248
249     /* This contains the entropy coder state at the end of the header
250      * block, in the form specified by the standard.  For use by
251      * hwaccels, so that a hardware decoder has the information to
252      * start decoding at the macroblock layer.
253      */
254     struct {
255         const uint8_t *input;
256         uint32_t range;
257         uint32_t value;
258         int bit_count;
259     } coder_state_at_header_end;
260
261     int header_partition_size;
262
263     /**
264      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
265      * They are only implicitly reset on keyframes, making it quite likely
266      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
267      * or missing outright!
268      */
269     struct {
270         uint8_t segmentid[3];
271         uint8_t mbskip;
272         uint8_t intra;
273         uint8_t last;
274         uint8_t golden;
275         uint8_t pred16x16[4];
276         uint8_t pred8x8c[3];
277         uint8_t token[4][16][3][NUM_DCT_TOKENS - 1];
278         uint8_t mvc[2][19];
279         uint8_t scan[16];
280     } prob[2];
281
282     VP8Macroblock *macroblocks_base;
283     int invisible;
284     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
285     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
286     int update_altref;
287
288     /**
289      * If this flag is not set, all the probability updates
290      * are discarded after this frame is decoded.
291      */
292     int update_probabilities;
293
294     /**
295      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
296      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
297      */
298     int num_coeff_partitions;
299     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
300     int coeff_partition_size[8];
301     VideoDSPContext vdsp;
302     VP8DSPContext vp8dsp;
303     H264PredContext hpc;
304     vp8_mc_func put_pixels_tab[3][3][3];
305     VP8Frame frames[5];
306
307     uint8_t colorspace; ///< 0 is the only value allowed (meaning bt601)
308     uint8_t fullrange;  ///< whether we can skip clamping in dsp functions
309
310     int num_jobs;
311     /**
312      * This describes the macroblock memory layout.
313      * 0 -> Only width+height*2+1 macroblocks allocated (frame/single thread).
314      * 1 -> Macroblocks for entire frame allocated (sliced thread).
315      */
316     int mb_layout;
317
318     int (*decode_mb_row_no_filter)(AVCodecContext *avctx, void *tdata, int jobnr, int threadnr);
319     void (*filter_mb_row)(AVCodecContext *avctx, void *tdata, int jobnr, int threadnr);
320
321     int vp7;
322
323     /**
324      * Fade bit present in bitstream (VP7)
325      */
326     int fade_present;
327
328     /**
329      * Interframe DC prediction (VP7)
330      * [0] VP56_FRAME_PREVIOUS
331      * [1] VP56_FRAME_GOLDEN
332      */
333     uint16_t inter_dc_pred[2][2];
334
335     /**
336      * Macroblock features (VP7)
337      */
338     uint8_t feature_enabled[4];
339     uint8_t feature_present_prob[4];
340     uint8_t feature_index_prob[4][3];
341     uint8_t feature_value[4][4];
342 } VP8Context;
343
344 int ff_vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx);
345
346 int ff_vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
347                         AVPacket *avpkt);
348
349 int ff_vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx);
350
351 #endif /* AVCODEC_VP8_H */