hevc: C code update for new motion compensation
[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 #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 #define SAMPLE_CBF(tab, x, y) ((tab)[((y) & ((1<<log2_trafo_size)-1)) * MAX_CU_SIZE + ((x) & ((1<<log2_trafo_size)-1))])
86
87 #define IS_IDR(s) (s->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
88 #define IS_BLA(s) (s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
89                    s->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
90 #define IS_IRAP(s) (s->nal_unit_type >= 16 && s->nal_unit_type <= 23)
91
92 /**
93  * Table 7-3: NAL unit type codes
94  */
95 enum NALUnitType {
96     NAL_TRAIL_N    = 0,
97     NAL_TRAIL_R    = 1,
98     NAL_TSA_N      = 2,
99     NAL_TSA_R      = 3,
100     NAL_STSA_N     = 4,
101     NAL_STSA_R     = 5,
102     NAL_RADL_N     = 6,
103     NAL_RADL_R     = 7,
104     NAL_RASL_N     = 8,
105     NAL_RASL_R     = 9,
106     NAL_BLA_W_LP   = 16,
107     NAL_BLA_W_RADL = 17,
108     NAL_BLA_N_LP   = 18,
109     NAL_IDR_W_RADL = 19,
110     NAL_IDR_N_LP   = 20,
111     NAL_CRA_NUT    = 21,
112     NAL_VPS        = 32,
113     NAL_SPS        = 33,
114     NAL_PPS        = 34,
115     NAL_AUD        = 35,
116     NAL_EOS_NUT    = 36,
117     NAL_EOB_NUT    = 37,
118     NAL_FD_NUT     = 38,
119     NAL_SEI_PREFIX = 39,
120     NAL_SEI_SUFFIX = 40,
121 };
122
123 enum RPSType {
124     ST_CURR_BEF = 0,
125     ST_CURR_AFT,
126     ST_FOLL,
127     LT_CURR,
128     LT_FOLL,
129     NB_RPS_TYPE,
130 };
131
132 enum SliceType {
133     B_SLICE = 0,
134     P_SLICE = 1,
135     I_SLICE = 2,
136 };
137
138 enum SyntaxElement {
139     SAO_MERGE_FLAG = 0,
140     SAO_TYPE_IDX,
141     SAO_EO_CLASS,
142     SAO_BAND_POSITION,
143     SAO_OFFSET_ABS,
144     SAO_OFFSET_SIGN,
145     END_OF_SLICE_FLAG,
146     SPLIT_CODING_UNIT_FLAG,
147     CU_TRANSQUANT_BYPASS_FLAG,
148     SKIP_FLAG,
149     CU_QP_DELTA,
150     PRED_MODE_FLAG,
151     PART_MODE,
152     PCM_FLAG,
153     PREV_INTRA_LUMA_PRED_FLAG,
154     MPM_IDX,
155     REM_INTRA_LUMA_PRED_MODE,
156     INTRA_CHROMA_PRED_MODE,
157     MERGE_FLAG,
158     MERGE_IDX,
159     INTER_PRED_IDC,
160     REF_IDX_L0,
161     REF_IDX_L1,
162     ABS_MVD_GREATER0_FLAG,
163     ABS_MVD_GREATER1_FLAG,
164     ABS_MVD_MINUS2,
165     MVD_SIGN_FLAG,
166     MVP_LX_FLAG,
167     NO_RESIDUAL_DATA_FLAG,
168     SPLIT_TRANSFORM_FLAG,
169     CBF_LUMA,
170     CBF_CB_CR,
171     TRANSFORM_SKIP_FLAG,
172     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
173     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
174     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
175     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
176     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
177     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
178     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
179     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
180     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
181     COEFF_SIGN_FLAG,
182 };
183
184 enum PartMode {
185     PART_2Nx2N = 0,
186     PART_2NxN  = 1,
187     PART_Nx2N  = 2,
188     PART_NxN   = 3,
189     PART_2NxnU = 4,
190     PART_2NxnD = 5,
191     PART_nLx2N = 6,
192     PART_nRx2N = 7,
193 };
194
195 enum PredMode {
196     MODE_INTER = 0,
197     MODE_INTRA,
198     MODE_SKIP,
199 };
200
201 enum InterPredIdc {
202     PRED_L0 = 0,
203     PRED_L1,
204     PRED_BI,
205 };
206
207 enum PredFlag {
208     PF_INTRA = 0,
209     PF_L0,
210     PF_L1,
211     PF_BI,
212 };
213
214 enum IntraPredMode {
215     INTRA_PLANAR = 0,
216     INTRA_DC,
217     INTRA_ANGULAR_2,
218     INTRA_ANGULAR_3,
219     INTRA_ANGULAR_4,
220     INTRA_ANGULAR_5,
221     INTRA_ANGULAR_6,
222     INTRA_ANGULAR_7,
223     INTRA_ANGULAR_8,
224     INTRA_ANGULAR_9,
225     INTRA_ANGULAR_10,
226     INTRA_ANGULAR_11,
227     INTRA_ANGULAR_12,
228     INTRA_ANGULAR_13,
229     INTRA_ANGULAR_14,
230     INTRA_ANGULAR_15,
231     INTRA_ANGULAR_16,
232     INTRA_ANGULAR_17,
233     INTRA_ANGULAR_18,
234     INTRA_ANGULAR_19,
235     INTRA_ANGULAR_20,
236     INTRA_ANGULAR_21,
237     INTRA_ANGULAR_22,
238     INTRA_ANGULAR_23,
239     INTRA_ANGULAR_24,
240     INTRA_ANGULAR_25,
241     INTRA_ANGULAR_26,
242     INTRA_ANGULAR_27,
243     INTRA_ANGULAR_28,
244     INTRA_ANGULAR_29,
245     INTRA_ANGULAR_30,
246     INTRA_ANGULAR_31,
247     INTRA_ANGULAR_32,
248     INTRA_ANGULAR_33,
249     INTRA_ANGULAR_34,
250 };
251
252 enum SAOType {
253     SAO_NOT_APPLIED = 0,
254     SAO_BAND,
255     SAO_EDGE,
256 };
257
258 enum SAOEOClass {
259     SAO_EO_HORIZ = 0,
260     SAO_EO_VERT,
261     SAO_EO_135D,
262     SAO_EO_45D,
263 };
264
265 enum ScanType {
266     SCAN_DIAG = 0,
267     SCAN_HORIZ,
268     SCAN_VERT,
269 };
270
271 typedef struct ShortTermRPS {
272     unsigned int num_negative_pics;
273     int num_delta_pocs;
274     int32_t delta_poc[32];
275     uint8_t used[32];
276 } ShortTermRPS;
277
278 typedef struct LongTermRPS {
279     int     poc[32];
280     uint8_t used[32];
281     uint8_t nb_refs;
282 } LongTermRPS;
283
284 typedef struct RefPicList {
285     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
286     int list[MAX_REFS];
287     int isLongTerm[MAX_REFS];
288     int nb_refs;
289 } RefPicList;
290
291 typedef struct RefPicListTab {
292     RefPicList refPicList[2];
293 } RefPicListTab;
294
295 typedef struct HEVCWindow {
296     int left_offset;
297     int right_offset;
298     int top_offset;
299     int bottom_offset;
300 } HEVCWindow;
301
302 typedef struct VUI {
303     AVRational sar;
304
305     int overscan_info_present_flag;
306     int overscan_appropriate_flag;
307
308     int video_signal_type_present_flag;
309     int video_format;
310     int video_full_range_flag;
311     int colour_description_present_flag;
312     uint8_t colour_primaries;
313     uint8_t transfer_characteristic;
314     uint8_t matrix_coeffs;
315
316     int chroma_loc_info_present_flag;
317     int chroma_sample_loc_type_top_field;
318     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
319     int neutra_chroma_indication_flag;
320
321     int field_seq_flag;
322     int frame_field_info_present_flag;
323
324     int default_display_window_flag;
325     HEVCWindow def_disp_win;
326
327     int vui_timing_info_present_flag;
328     uint32_t vui_num_units_in_tick;
329     uint32_t vui_time_scale;
330     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
331     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
332     int vui_hrd_parameters_present_flag;
333
334     int bitstream_restriction_flag;
335     int tiles_fixed_structure_flag;
336     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
337     int restricted_ref_pic_lists_flag;
338     int min_spatial_segmentation_idc;
339     int max_bytes_per_pic_denom;
340     int max_bits_per_min_cu_denom;
341     int log2_max_mv_length_horizontal;
342     int log2_max_mv_length_vertical;
343 } VUI;
344
345 typedef struct PTLCommon {
346     uint8_t profile_space;
347     uint8_t tier_flag;
348     uint8_t profile_idc;
349     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
350     uint8_t level_idc;
351     uint8_t progressive_source_flag;
352     uint8_t interlaced_source_flag;
353     uint8_t non_packed_constraint_flag;
354     uint8_t frame_only_constraint_flag;
355 } PTLCommon;
356
357 typedef struct PTL {
358     PTLCommon general_ptl;
359     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
360
361     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
362     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
363 } PTL;
364
365 typedef struct HEVCVPS {
366     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
367     int vps_max_layers;
368     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
369
370     PTL ptl;
371     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
372     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
373     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
374     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
375     int vps_max_layer_id;
376     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
377     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
378     uint32_t vps_num_units_in_tick;
379     uint32_t vps_time_scale;
380     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
381     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
382     int vps_num_hrd_parameters;
383 } HEVCVPS;
384
385 typedef struct ScalingList {
386     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
387      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
388     uint8_t sl[4][6][64];
389     uint8_t sl_dc[2][6];
390 } ScalingList;
391
392 typedef struct HEVCSPS {
393     unsigned vps_id;
394     int chroma_format_idc;
395     uint8_t separate_colour_plane_flag;
396
397     ///< output (i.e. cropped) values
398     int output_width, output_height;
399     HEVCWindow output_window;
400
401     HEVCWindow pic_conf_win;
402
403     int bit_depth;
404     int pixel_shift;
405     enum AVPixelFormat pix_fmt;
406
407     unsigned int log2_max_poc_lsb;
408     int pcm_enabled_flag;
409
410     int max_sub_layers;
411     struct {
412         int max_dec_pic_buffering;
413         int num_reorder_pics;
414         int max_latency_increase;
415     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
416
417     VUI vui;
418     PTL ptl;
419
420     uint8_t scaling_list_enable_flag;
421     ScalingList scaling_list;
422
423     unsigned int nb_st_rps;
424     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
425
426     uint8_t amp_enabled_flag;
427     uint8_t sao_enabled;
428
429     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
430     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
431     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
432     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
433
434     struct {
435         uint8_t bit_depth;
436         uint8_t bit_depth_chroma;
437         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
438         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
439         uint8_t loop_filter_disable_flag;
440     } pcm;
441     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
442     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
443
444     unsigned int log2_min_cb_size;
445     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
446     unsigned int log2_min_tb_size;
447     unsigned int log2_max_trafo_size;
448     unsigned int log2_ctb_size;
449     unsigned int log2_min_pu_size;
450
451     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
452     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
453
454     ///< coded frame dimension in various units
455     int width;
456     int height;
457     int ctb_width;
458     int ctb_height;
459     int ctb_size;
460     int min_cb_width;
461     int min_cb_height;
462     int min_tb_width;
463     int min_tb_height;
464     int min_pu_width;
465     int min_pu_height;
466
467     int hshift[3];
468     int vshift[3];
469
470     int qp_bd_offset;
471 } HEVCSPS;
472
473 typedef struct HEVCPPS {
474     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
475
476     uint8_t sign_data_hiding_flag;
477
478     uint8_t cabac_init_present_flag;
479
480     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
481     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
482     int pic_init_qp_minus26;
483
484     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
485     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
486
487     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
488     int diff_cu_qp_delta_depth;
489
490     int cb_qp_offset;
491     int cr_qp_offset;
492     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
493     uint8_t weighted_pred_flag;
494     uint8_t weighted_bipred_flag;
495     uint8_t output_flag_present_flag;
496     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
497
498     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
499     uint8_t tiles_enabled_flag;
500     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
501
502     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
503     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
504     uint8_t uniform_spacing_flag;
505     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
506
507     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
508
509     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
510     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
511     uint8_t disable_dbf;
512     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
513     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
514
515     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
516     ScalingList scaling_list;
517
518     uint8_t lists_modification_present_flag;
519     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
520     int num_extra_slice_header_bits;
521     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
522
523     // Inferred parameters
524     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
525     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
526     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
527     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
528     int *col_idxX;
529
530     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
531     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
532     int *tile_id;           ///< TileId
533     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
534     int *min_cb_addr_zs;    ///< MinCbAddrZS
535     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
536 } HEVCPPS;
537
538 typedef struct SliceHeader {
539     unsigned int pps_id;
540
541     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
542     unsigned int   slice_segment_addr;
543     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
544     unsigned int   slice_addr;
545
546     enum SliceType slice_type;
547
548     int pic_order_cnt_lsb;
549
550     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
551     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
552     uint8_t pic_output_flag;
553     uint8_t colour_plane_id;
554
555     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
556     ShortTermRPS slice_rps;
557     const ShortTermRPS *short_term_rps;
558     LongTermRPS long_term_rps;
559     unsigned int list_entry_lx[2][32];
560
561     uint8_t rpl_modification_flag[2];
562     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
563     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
564
565     unsigned int nb_refs[2];
566
567     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
568     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
569
570     uint8_t cabac_init_flag;
571     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
572     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
573     uint8_t collocated_list;
574
575     unsigned int collocated_ref_idx;
576
577     int slice_qp_delta;
578     int slice_cb_qp_offset;
579     int slice_cr_qp_offset;
580
581     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
582     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
583
584     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
585
586     int *entry_point_offset;
587     int * offset;
588     int * size;
589     int num_entry_point_offsets;
590
591     int8_t slice_qp;
592
593     uint8_t luma_log2_weight_denom;
594     int16_t chroma_log2_weight_denom;
595
596     int16_t luma_weight_l0[16];
597     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
598     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
599     int16_t luma_weight_l1[16];
600
601     int16_t luma_offset_l0[16];
602     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
603
604     int16_t luma_offset_l1[16];
605     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
606
607     int slice_ctb_addr_rs;
608 } SliceHeader;
609
610 typedef struct CodingTree {
611     int depth; ///< ctDepth
612 } CodingTree;
613
614 typedef struct CodingUnit {
615     int x;
616     int y;
617
618     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
619     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
620
621     uint8_t rqt_root_cbf;
622
623     uint8_t pcm_flag;
624
625     // Inferred parameters
626     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
627     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
628     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
629 } CodingUnit;
630
631 typedef struct Mv {
632     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
633     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
634 } Mv;
635
636 typedef struct MvField {
637     Mv mv[2];
638     int8_t ref_idx[2];
639     int8_t pred_flag;
640 } MvField;
641
642 typedef struct NeighbourAvailable {
643     int cand_bottom_left;
644     int cand_left;
645     int cand_up;
646     int cand_up_left;
647     int cand_up_right;
648     int cand_up_right_sap;
649 } NeighbourAvailable;
650
651 typedef struct PredictionUnit {
652     int mpm_idx;
653     int rem_intra_luma_pred_mode;
654     uint8_t intra_pred_mode[4];
655     Mv mvd;
656     uint8_t merge_flag;
657     uint8_t intra_pred_mode_c;
658 } PredictionUnit;
659
660 typedef struct TransformTree {
661     uint8_t cbf_cb[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
662     uint8_t cbf_cr[MAX_TRANSFORM_DEPTH][MAX_CU_SIZE * MAX_CU_SIZE];
663     uint8_t cbf_luma;
664
665     // Inferred parameters
666     uint8_t inter_split_flag;
667 } TransformTree;
668
669 typedef struct TransformUnit {
670     int cu_qp_delta;
671
672     // Inferred parameters;
673     int cur_intra_pred_mode;
674     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
675 } TransformUnit;
676
677 typedef struct DBParams {
678     int beta_offset;
679     int tc_offset;
680 } DBParams;
681
682 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
683 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
684 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
685
686 typedef struct HEVCFrame {
687     AVFrame *frame;
688     ThreadFrame tf;
689     MvField *tab_mvf;
690     RefPicList *refPicList;
691     RefPicListTab **rpl_tab;
692     int ctb_count;
693     int poc;
694     struct HEVCFrame *collocated_ref;
695
696     HEVCWindow window;
697
698     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
699     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
700     AVBufferRef *rpl_buf;
701
702     /**
703      * A sequence counter, so that old frames are output first
704      * after a POC reset
705      */
706     uint16_t sequence;
707
708     /**
709      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
710      */
711     uint8_t flags;
712 } HEVCFrame;
713
714 typedef struct HEVCNAL {
715     uint8_t *rbsp_buffer;
716     int rbsp_buffer_size;
717
718     int size;
719     const uint8_t *data;
720 } HEVCNAL;
721
722 typedef struct HEVCLocalContext {
723     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 7) * MAX_PB_SIZE]);
724     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
725
726     uint8_t first_qp_group;
727
728     GetBitContext gb;
729     CABACContext cc;
730     TransformTree tt;
731
732     int8_t qp_y;
733     int8_t curr_qp_y;
734
735     int qPy_pred;
736
737     TransformUnit tu;
738
739     uint8_t ctb_left_flag;
740     uint8_t ctb_up_flag;
741     uint8_t ctb_up_right_flag;
742     uint8_t ctb_up_left_flag;
743     int     end_of_tiles_x;
744     int     end_of_tiles_y;
745     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
746     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
747     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer2)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
748
749     CodingTree ct;
750     CodingUnit cu;
751     PredictionUnit pu;
752     NeighbourAvailable na;
753
754     uint8_t slice_or_tiles_left_boundary;
755     uint8_t slice_or_tiles_up_boundary;
756 } HEVCLocalContext;
757
758 typedef struct HEVCContext {
759     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
760     AVCodecContext *avctx;
761
762     struct HEVCContext  *sList[MAX_NB_THREADS];
763
764     HEVCLocalContext    *HEVClcList[MAX_NB_THREADS];
765     HEVCLocalContext    *HEVClc;
766
767     uint8_t             threads_type;
768     uint8_t             threads_number;
769
770     int                 width;
771     int                 height;
772
773     uint8_t *cabac_state;
774
775     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
776     uint8_t slice_initialized;
777
778     AVFrame *frame;
779     AVFrame *sao_frame;
780     AVFrame *tmp_frame;
781     AVFrame *output_frame;
782
783     const HEVCVPS *vps;
784     const HEVCSPS *sps;
785     const HEVCPPS *pps;
786     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
787     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
788     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
789
790     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
791     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
792
793     ///< candidate references for the current frame
794     RefPicList rps[5];
795
796     SliceHeader sh;
797     SAOParams *sao;
798     DBParams *deblock;
799     enum NALUnitType nal_unit_type;
800     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
801     HEVCFrame *ref;
802     HEVCFrame DPB[32];
803     int poc;
804     int pocTid0;
805     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
806     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
807     int last_eos;  ///< last packet contains an EOS/EOB NAL
808     int max_ra;
809     int bs_width;
810     int bs_height;
811
812     int is_decoded;
813
814     HEVCPredContext hpc;
815     HEVCDSPContext hevcdsp;
816     VideoDSPContext vdsp;
817     DSPContext dsp;
818     int8_t *qp_y_tab;
819     uint8_t *split_cu_flag;
820     uint8_t *horizontal_bs;
821     uint8_t *vertical_bs;
822
823     int32_t *tab_slice_address;
824
825     //  CU
826     uint8_t *skip_flag;
827     uint8_t *tab_ct_depth;
828     // PU
829     uint8_t *tab_ipm;
830
831     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
832     uint8_t *is_pcm;
833
834     // CTB-level flags affecting loop filter operation
835     uint8_t *filter_slice_edges;
836
837     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
838     uint8_t *checksum_buf;
839     int      checksum_buf_size;
840
841     /**
842      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
843      * frames are output first after a POC reset
844      */
845     uint16_t seq_decode;
846     uint16_t seq_output;
847
848     int enable_parallel_tiles;
849     int wpp_err;
850     int skipped_bytes;
851     int *skipped_bytes_pos;
852     int skipped_bytes_pos_size;
853
854     int *skipped_bytes_nal;
855     int **skipped_bytes_pos_nal;
856     int *skipped_bytes_pos_size_nal;
857
858     const uint8_t *data;
859
860     HEVCNAL *nals;
861     int nb_nals;
862     int nals_allocated;
863     // type of the first VCL NAL of the current frame
864     enum NALUnitType first_nal_type;
865
866     // for checking the frame checksums
867     struct AVMD5 *md5_ctx;
868     uint8_t       md5[3][16];
869     uint8_t is_md5;
870
871     uint8_t context_initialized;
872     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
873                             ///< as a format defined in 14496-15
874     int apply_defdispwin;
875
876     int active_seq_parameter_set_id;
877
878     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
879     int nuh_layer_id;
880
881     /** frame packing arrangement variables */
882     int sei_frame_packing_present;
883     int frame_packing_arrangement_type;
884     int content_interpretation_type;
885     int quincunx_subsampling;
886
887     int picture_struct;
888 } HEVCContext;
889
890 int ff_hevc_decode_short_term_rps(HEVCContext *s, ShortTermRPS *rps,
891                                   const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
892 int ff_hevc_decode_nal_vps(HEVCContext *s);
893 int ff_hevc_decode_nal_sps(HEVCContext *s);
894 int ff_hevc_decode_nal_pps(HEVCContext *s);
895 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
896
897 int ff_hevc_extract_rbsp(HEVCContext *s, const uint8_t *src, int length,
898                          HEVCNAL *nal);
899
900 /**
901  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
902  */
903 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
904
905 /**
906  * Drop all frames currently in DPB.
907  */
908 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
909
910 /**
911  * Compute POC of the current frame and return it.
912  */
913 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
914
915 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
916                                  int x0, int y0);
917
918 /**
919  * Construct the reference picture sets for the current frame.
920  */
921 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
922
923 /**
924  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
925  */
926 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
927
928 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
929 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
930 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
931 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
932 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
933 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
934 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
935 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
936 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
937 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
938 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
939                              int x_cb, int y_cb);
940 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
941 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
942                                           int x0, int y0);
943 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
944 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
945 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
946 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
947 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
948 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
949 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
950 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
951 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
952 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
953 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
954 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
955 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
956 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
957 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
958 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
959
960 /**
961  * Get the number of candidate references for the current frame.
962  */
963 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
964
965 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
966
967 /**
968  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
969  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
970  */
971 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
972
973 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
974
975 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
976                                      int nPbW, int nPbH);
977 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
978                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
979                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
980 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
981                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
982                               int part_idx, int merge_idx,
983                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
984 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
985                      int log2_cb_size);
986 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
987                                            int log2_trafo_size);
988 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
989 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
990 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
991 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
992 void ff_hevc_hls_residual_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0,
993                                  int log2_trafo_size, enum ScanType scan_idx,
994                                  int c_idx);
995
996 void ff_hevc_hls_mvd_coding(HEVCContext *s, int x0, int y0, int log2_cb_size);
997
998
999 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1000 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1001 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1002
1003 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1004 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1005 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1006 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1007
1008 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */