hevc_parse: rename into h2645_parse
[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 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_HEVC_H
24 #define AVCODEC_HEVC_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 "hevcdsp.h"
38 #include "internal.h"
39 #include "thread.h"
40 #include "videodsp.h"
41
42 #define MAX_DPB_SIZE 16 // A.4.1
43 #define MAX_REFS 16
44
45 /**
46  * 7.4.2.1
47  */
48 #define MAX_SUB_LAYERS 7
49 #define MAX_VPS_COUNT 16
50 #define MAX_SPS_COUNT 32
51 #define MAX_PPS_COUNT 256
52 #define MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT 64
53 #define MAX_CU_SIZE 128
54
55 //TODO: check if this is really the maximum
56 #define MAX_TRANSFORM_DEPTH 5
57
58 #define MAX_TB_SIZE 32
59 #define MAX_PB_SIZE 64
60 #define MAX_LOG2_CTB_SIZE 6
61 #define MAX_QP 51
62 #define DEFAULT_INTRA_TC_OFFSET 2
63
64 #define HEVC_CONTEXTS 183
65
66 #define MRG_MAX_NUM_CANDS     5
67
68 #define L0 0
69 #define L1 1
70
71 #define EPEL_EXTRA_BEFORE 1
72 #define EPEL_EXTRA_AFTER  2
73 #define EPEL_EXTRA        3
74
75 #define EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE 80
76
77 /**
78  * Value of the luma sample at position (x, y) in the 2D array tab.
79  */
80 #define SAMPLE(tab, x, y) ((tab)[(y) * s->sps->width + (x)])
81 #define SAMPLE_CTB(tab, x, y) ((tab)[(y) * min_cb_width + (x)])
82
83 #define IS_IDR(s) (s->nal_unit_type == NAL_IDR_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_IDR_N_LP)
84 #define IS_BLA(s) (s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_RADL || s->nal_unit_type == NAL_BLA_W_LP || \
85                    s->nal_unit_type == NAL_BLA_N_LP)
86 #define IS_IRAP(s) (s->nal_unit_type >= 16 && s->nal_unit_type <= 23)
87
88 #define FFUDIV(a,b) (((a) > 0 ? (a) : (a) - (b) + 1) / (b))
89 #define FFUMOD(a,b) ((a) - (b) * FFUDIV(a,b))
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     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_PREFIX,
172     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_PREFIX,
173     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_X_SUFFIX,
174     LAST_SIGNIFICANT_COEFF_Y_SUFFIX,
175     SIGNIFICANT_COEFF_GROUP_FLAG,
176     SIGNIFICANT_COEFF_FLAG,
177     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER1_FLAG,
178     COEFF_ABS_LEVEL_GREATER2_FLAG,
179     COEFF_ABS_LEVEL_REMAINING,
180     COEFF_SIGN_FLAG,
181 };
182
183 enum PartMode {
184     PART_2Nx2N = 0,
185     PART_2NxN  = 1,
186     PART_Nx2N  = 2,
187     PART_NxN   = 3,
188     PART_2NxnU = 4,
189     PART_2NxnD = 5,
190     PART_nLx2N = 6,
191     PART_nRx2N = 7,
192 };
193
194 enum PredMode {
195     MODE_INTER = 0,
196     MODE_INTRA,
197     MODE_SKIP,
198 };
199
200 enum InterPredIdc {
201     PRED_L0 = 0,
202     PRED_L1,
203     PRED_BI,
204 };
205
206 enum IntraPredMode {
207     INTRA_PLANAR = 0,
208     INTRA_DC,
209     INTRA_ANGULAR_2,
210     INTRA_ANGULAR_3,
211     INTRA_ANGULAR_4,
212     INTRA_ANGULAR_5,
213     INTRA_ANGULAR_6,
214     INTRA_ANGULAR_7,
215     INTRA_ANGULAR_8,
216     INTRA_ANGULAR_9,
217     INTRA_ANGULAR_10,
218     INTRA_ANGULAR_11,
219     INTRA_ANGULAR_12,
220     INTRA_ANGULAR_13,
221     INTRA_ANGULAR_14,
222     INTRA_ANGULAR_15,
223     INTRA_ANGULAR_16,
224     INTRA_ANGULAR_17,
225     INTRA_ANGULAR_18,
226     INTRA_ANGULAR_19,
227     INTRA_ANGULAR_20,
228     INTRA_ANGULAR_21,
229     INTRA_ANGULAR_22,
230     INTRA_ANGULAR_23,
231     INTRA_ANGULAR_24,
232     INTRA_ANGULAR_25,
233     INTRA_ANGULAR_26,
234     INTRA_ANGULAR_27,
235     INTRA_ANGULAR_28,
236     INTRA_ANGULAR_29,
237     INTRA_ANGULAR_30,
238     INTRA_ANGULAR_31,
239     INTRA_ANGULAR_32,
240     INTRA_ANGULAR_33,
241     INTRA_ANGULAR_34,
242 };
243
244 enum SAOType {
245     SAO_NOT_APPLIED = 0,
246     SAO_BAND,
247     SAO_EDGE,
248 };
249
250 enum SAOEOClass {
251     SAO_EO_HORIZ = 0,
252     SAO_EO_VERT,
253     SAO_EO_135D,
254     SAO_EO_45D,
255 };
256
257 enum ScanType {
258     SCAN_DIAG = 0,
259     SCAN_HORIZ,
260     SCAN_VERT,
261 };
262
263 typedef struct ShortTermRPS {
264     unsigned int num_negative_pics;
265     int num_delta_pocs;
266     int rps_idx_num_delta_pocs;
267     int32_t delta_poc[32];
268     uint8_t used[32];
269 } ShortTermRPS;
270
271 typedef struct LongTermRPS {
272     int     poc[32];
273     uint8_t used[32];
274     uint8_t nb_refs;
275 } LongTermRPS;
276
277 typedef struct RefPicList {
278     struct HEVCFrame *ref[MAX_REFS];
279     int list[MAX_REFS];
280     int isLongTerm[MAX_REFS];
281     int nb_refs;
282 } RefPicList;
283
284 typedef struct RefPicListTab {
285     RefPicList refPicList[2];
286 } RefPicListTab;
287
288 typedef struct HEVCWindow {
289     unsigned int left_offset;
290     unsigned int right_offset;
291     unsigned int top_offset;
292     unsigned int bottom_offset;
293 } HEVCWindow;
294
295 typedef struct VUI {
296     AVRational sar;
297
298     int overscan_info_present_flag;
299     int overscan_appropriate_flag;
300
301     int video_signal_type_present_flag;
302     int video_format;
303     int video_full_range_flag;
304     int colour_description_present_flag;
305     uint8_t colour_primaries;
306     uint8_t transfer_characteristic;
307     uint8_t matrix_coeffs;
308
309     int chroma_loc_info_present_flag;
310     int chroma_sample_loc_type_top_field;
311     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
312     int neutra_chroma_indication_flag;
313
314     int field_seq_flag;
315     int frame_field_info_present_flag;
316
317     int default_display_window_flag;
318     HEVCWindow def_disp_win;
319
320     int vui_timing_info_present_flag;
321     uint32_t vui_num_units_in_tick;
322     uint32_t vui_time_scale;
323     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
324     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
325     int vui_hrd_parameters_present_flag;
326
327     int bitstream_restriction_flag;
328     int tiles_fixed_structure_flag;
329     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
330     int restricted_ref_pic_lists_flag;
331     int min_spatial_segmentation_idc;
332     int max_bytes_per_pic_denom;
333     int max_bits_per_min_cu_denom;
334     int log2_max_mv_length_horizontal;
335     int log2_max_mv_length_vertical;
336 } VUI;
337
338 typedef struct PTLCommon {
339     uint8_t profile_space;
340     uint8_t tier_flag;
341     uint8_t profile_idc;
342     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
343     uint8_t level_idc;
344     uint8_t progressive_source_flag;
345     uint8_t interlaced_source_flag;
346     uint8_t non_packed_constraint_flag;
347     uint8_t frame_only_constraint_flag;
348 } PTLCommon;
349
350 typedef struct PTL {
351     PTLCommon general_ptl;
352     PTLCommon sub_layer_ptl[MAX_SUB_LAYERS];
353
354     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
355     uint8_t sub_layer_level_present_flag[MAX_SUB_LAYERS];
356 } PTL;
357
358 typedef struct HEVCVPS {
359     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
360     int vps_max_layers;
361     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
362
363     PTL ptl;
364     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
365     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[MAX_SUB_LAYERS];
366     unsigned int vps_num_reorder_pics[MAX_SUB_LAYERS];
367     unsigned int vps_max_latency_increase[MAX_SUB_LAYERS];
368     int vps_max_layer_id;
369     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
370     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
371     uint32_t vps_num_units_in_tick;
372     uint32_t vps_time_scale;
373     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
374     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
375     int vps_num_hrd_parameters;
376 } HEVCVPS;
377
378 typedef struct ScalingList {
379     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
380      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
381     uint8_t sl[4][6][64];
382     uint8_t sl_dc[2][6];
383 } ScalingList;
384
385 typedef struct HEVCSPS {
386     int vps_id;
387     int chroma_format_idc;
388     uint8_t separate_colour_plane_flag;
389
390     ///< output (i.e. cropped) values
391     int output_width, output_height;
392     HEVCWindow output_window;
393
394     HEVCWindow pic_conf_win;
395
396     int bit_depth;
397     int pixel_shift;
398     enum AVPixelFormat pix_fmt;
399
400     unsigned int log2_max_poc_lsb;
401     int pcm_enabled_flag;
402
403     int max_sub_layers;
404     struct {
405         int max_dec_pic_buffering;
406         int num_reorder_pics;
407         int max_latency_increase;
408     } temporal_layer[MAX_SUB_LAYERS];
409
410     VUI vui;
411     PTL ptl;
412
413     uint8_t scaling_list_enable_flag;
414     ScalingList scaling_list;
415
416     unsigned int nb_st_rps;
417     ShortTermRPS st_rps[MAX_SHORT_TERM_RPS_COUNT];
418
419     uint8_t amp_enabled_flag;
420     uint8_t sao_enabled;
421
422     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
423     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[32];
424     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[32];
425     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
426
427     struct {
428         uint8_t bit_depth;
429         uint8_t bit_depth_chroma;
430         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
431         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
432         uint8_t loop_filter_disable_flag;
433     } pcm;
434     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
435     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
436
437     unsigned int log2_min_cb_size;
438     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
439     unsigned int log2_min_tb_size;
440     unsigned int log2_max_trafo_size;
441     unsigned int log2_ctb_size;
442     unsigned int log2_min_pu_size;
443
444     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
445     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
446
447     ///< coded frame dimension in various units
448     int width;
449     int height;
450     int ctb_width;
451     int ctb_height;
452     int ctb_size;
453     int min_cb_width;
454     int min_cb_height;
455     int min_tb_width;
456     int min_tb_height;
457     int min_pu_width;
458     int min_pu_height;
459
460     int hshift[3];
461     int vshift[3];
462
463     int qp_bd_offset;
464 } HEVCSPS;
465
466 typedef struct HEVCPPS {
467     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
468
469     uint8_t sign_data_hiding_flag;
470
471     uint8_t cabac_init_present_flag;
472
473     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
474     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
475     int pic_init_qp_minus26;
476
477     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
478     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
479
480     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
481     int diff_cu_qp_delta_depth;
482
483     int cb_qp_offset;
484     int cr_qp_offset;
485     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
486     uint8_t weighted_pred_flag;
487     uint8_t weighted_bipred_flag;
488     uint8_t output_flag_present_flag;
489     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
490
491     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
492     uint8_t tiles_enabled_flag;
493     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
494
495     int num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
496     int num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
497     uint8_t uniform_spacing_flag;
498     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
499
500     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
501
502     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
503     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
504     uint8_t disable_dbf;
505     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
506     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
507
508     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
509     ScalingList scaling_list;
510
511     uint8_t lists_modification_present_flag;
512     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
513     int num_extra_slice_header_bits;
514     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
515
516     // Inferred parameters
517     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
518     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
519     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
520     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
521     int *col_idxX;
522
523     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
524     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
525     int *tile_id;           ///< TileId
526     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
527     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
528 } HEVCPPS;
529
530 typedef struct HEVCParamSets {
531     AVBufferRef *vps_list[MAX_VPS_COUNT];
532     AVBufferRef *sps_list[MAX_SPS_COUNT];
533     AVBufferRef *pps_list[MAX_PPS_COUNT];
534
535     /* currently active parameter sets */
536     const HEVCVPS *vps;
537     const HEVCSPS *sps;
538     const HEVCPPS *pps;
539 } HEVCParamSets;
540
541 typedef struct SliceHeader {
542     unsigned int pps_id;
543
544     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
545     unsigned int   slice_segment_addr;
546     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
547     unsigned int   slice_addr;
548
549     enum SliceType slice_type;
550
551     int pic_order_cnt_lsb;
552
553     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
554     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
555     uint8_t pic_output_flag;
556     uint8_t colour_plane_id;
557
558     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
559     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
560     int short_term_ref_pic_set_size;
561     ShortTermRPS slice_rps;
562     const ShortTermRPS *short_term_rps;
563     int long_term_ref_pic_set_size;
564     LongTermRPS long_term_rps;
565     unsigned int list_entry_lx[2][32];
566
567     uint8_t rpl_modification_flag[2];
568     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
569     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
570
571     unsigned int nb_refs[2];
572
573     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
574     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
575
576     uint8_t cabac_init_flag;
577     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
578     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
579     uint8_t collocated_list;
580
581     unsigned int collocated_ref_idx;
582
583     int slice_qp_delta;
584     int slice_cb_qp_offset;
585     int slice_cr_qp_offset;
586
587     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
588     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
589
590     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
591
592     int num_entry_point_offsets;
593
594     int8_t slice_qp;
595
596     uint8_t luma_log2_weight_denom;
597     int16_t chroma_log2_weight_denom;
598
599     int16_t luma_weight_l0[16];
600     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
601     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
602     int16_t luma_weight_l1[16];
603
604     int16_t luma_offset_l0[16];
605     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
606
607     int16_t luma_offset_l1[16];
608     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
609
610     int slice_ctb_addr_rs;
611 } SliceHeader;
612
613 typedef struct CodingTree {
614     int depth; ///< ctDepth
615 } CodingTree;
616
617 typedef struct CodingUnit {
618     int x;
619     int y;
620
621     enum PredMode pred_mode;    ///< PredMode
622     enum PartMode part_mode;    ///< PartMode
623
624     // Inferred parameters
625     uint8_t intra_split_flag;   ///< IntraSplitFlag
626     uint8_t max_trafo_depth;    ///< MaxTrafoDepth
627     uint8_t cu_transquant_bypass_flag;
628 } CodingUnit;
629
630 typedef struct Mv {
631     int16_t x;  ///< horizontal component of motion vector
632     int16_t y;  ///< vertical component of motion vector
633 } Mv;
634
635 typedef struct MvField {
636     DECLARE_ALIGNED(4, Mv, mv)[2];
637     int8_t ref_idx[2];
638     int8_t pred_flag[2];
639     uint8_t is_intra;
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 TransformUnit {
661     int cu_qp_delta;
662
663     // Inferred parameters;
664     int cur_intra_pred_mode;
665     uint8_t is_cu_qp_delta_coded;
666 } TransformUnit;
667
668 typedef struct DBParams {
669     int beta_offset;
670     int tc_offset;
671 } DBParams;
672
673 #define HEVC_FRAME_FLAG_OUTPUT    (1 << 0)
674 #define HEVC_FRAME_FLAG_SHORT_REF (1 << 1)
675 #define HEVC_FRAME_FLAG_LONG_REF  (1 << 2)
676
677 typedef struct HEVCFrame {
678     AVFrame *frame;
679     ThreadFrame tf;
680     MvField *tab_mvf;
681     RefPicList *refPicList;
682     RefPicListTab **rpl_tab;
683     int ctb_count;
684     int poc;
685     struct HEVCFrame *collocated_ref;
686
687     HEVCWindow window;
688
689     AVBufferRef *tab_mvf_buf;
690     AVBufferRef *rpl_tab_buf;
691     AVBufferRef *rpl_buf;
692
693     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
694     void *hwaccel_picture_private;
695
696     /**
697      * A sequence counter, so that old frames are output first
698      * after a POC reset
699      */
700     uint16_t sequence;
701
702     /**
703      * A combination of HEVC_FRAME_FLAG_*
704      */
705     uint8_t flags;
706 } HEVCFrame;
707
708 struct HEVCContext;
709
710 typedef struct HEVCPredContext {
711     void (*intra_pred[4])(struct HEVCContext *s, int x0, int y0, int c_idx);
712
713     void (*pred_planar[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
714                            const uint8_t *left, ptrdiff_t stride);
715     void (*pred_dc)(uint8_t *src, const uint8_t *top, const uint8_t *left,
716                     ptrdiff_t stride, int log2_size, int c_idx);
717     void (*pred_angular[4])(uint8_t *src, const uint8_t *top,
718                             const uint8_t *left, ptrdiff_t stride,
719                             int c_idx, int mode);
720 } HEVCPredContext;
721
722 typedef struct HEVCLocalContext {
723     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, mc_buffer[(MAX_PB_SIZE + 24) * 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
731     int8_t qp_y;
732     int8_t curr_qp_y;
733
734     TransformUnit tu;
735
736     uint8_t ctb_left_flag;
737     uint8_t ctb_up_flag;
738     uint8_t ctb_up_right_flag;
739     uint8_t ctb_up_left_flag;
740     int     start_of_tiles_x;
741     int     end_of_tiles_x;
742     int     end_of_tiles_y;
743     /* +7 is for subpixel interpolation, *2 for high bit depths */
744     DECLARE_ALIGNED(32, uint8_t, edge_emu_buffer)[(MAX_PB_SIZE + 7) * EDGE_EMU_BUFFER_STRIDE * 2];
745     CodingTree ct;
746     CodingUnit cu;
747     PredictionUnit pu;
748     NeighbourAvailable na;
749
750 #define BOUNDARY_LEFT_SLICE     (1 << 0)
751 #define BOUNDARY_LEFT_TILE      (1 << 1)
752 #define BOUNDARY_UPPER_SLICE    (1 << 2)
753 #define BOUNDARY_UPPER_TILE     (1 << 3)
754     /* properties of the boundary of the current CTB for the purposes
755      * of the deblocking filter */
756     int boundary_flags;
757 } HEVCLocalContext;
758
759 typedef struct HEVCContext {
760     const AVClass *c;  // needed by private avoptions
761     AVCodecContext *avctx;
762
763     HEVCLocalContext HEVClc;
764
765     uint8_t cabac_state[HEVC_CONTEXTS];
766
767     /** 1 if the independent slice segment header was successfully parsed */
768     uint8_t slice_initialized;
769
770     AVFrame *frame;
771     AVFrame *sao_frame;
772     AVFrame *tmp_frame;
773     AVFrame *output_frame;
774
775     HEVCParamSets ps;
776
777     AVBufferPool *tab_mvf_pool;
778     AVBufferPool *rpl_tab_pool;
779
780     ///< candidate references for the current frame
781     RefPicList rps[5];
782
783     SliceHeader sh;
784     SAOParams *sao;
785     DBParams *deblock;
786     enum NALUnitType nal_unit_type;
787     int temporal_id;  ///< temporal_id_plus1 - 1
788     HEVCFrame *ref;
789     HEVCFrame DPB[32];
790     int poc;
791     int pocTid0;
792     int slice_idx; ///< number of the slice being currently decoded
793     int eos;       ///< current packet contains an EOS/EOB NAL
794     int max_ra;
795     int bs_width;
796     int bs_height;
797
798     int is_decoded;
799
800     HEVCPredContext hpc;
801     HEVCDSPContext hevcdsp;
802     VideoDSPContext vdsp;
803     BswapDSPContext bdsp;
804     int8_t *qp_y_tab;
805     uint8_t *horizontal_bs;
806     uint8_t *vertical_bs;
807
808     int32_t *tab_slice_address;
809
810     //  CU
811     uint8_t *skip_flag;
812     uint8_t *tab_ct_depth;
813     // PU
814     uint8_t *tab_ipm;
815
816     uint8_t *cbf_luma; // cbf_luma of colocated TU
817     uint8_t *is_pcm;
818
819     // CTB-level flags affecting loop filter operation
820     uint8_t *filter_slice_edges;
821
822     /** used on BE to byteswap the lines for checksumming */
823     uint8_t *checksum_buf;
824     int      checksum_buf_size;
825
826     /**
827      * Sequence counters for decoded and output frames, so that old
828      * frames are output first after a POC reset
829      */
830     uint16_t seq_decode;
831     uint16_t seq_output;
832
833     H2645Packet pkt;
834     // type of the first VCL NAL of the current frame
835     enum NALUnitType first_nal_type;
836
837     // for checking the frame checksums
838     struct AVMD5 *md5_ctx;
839     uint8_t       md5[3][16];
840     uint8_t is_md5;
841
842     uint8_t context_initialized;
843     uint8_t is_nalff;       ///< this flag is != 0 if bitstream is encapsulated
844                             ///< as a format defined in 14496-15
845     int apply_defdispwin;
846
847     int nal_length_size;    ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
848     int nuh_layer_id;
849
850     /** frame packing arrangement variables */
851     int sei_frame_packing_present;
852     int frame_packing_arrangement_type;
853     int content_interpretation_type;
854     int quincunx_subsampling;
855
856     /** display orientation */
857     int sei_display_orientation_present;
858     int sei_anticlockwise_rotation;
859     int sei_hflip, sei_vflip;
860 } HEVCContext;
861
862 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
863                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
864
865 /**
866  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
867  *
868  * @param sps_id the SPS id will be written here
869  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
870  *                         will be applied to the video dimensions
871  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
872  *                 to an existing VPS
873  */
874 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
875                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
876
877 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
878                            HEVCParamSets *ps);
879 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
880                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
881 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
882                            HEVCParamSets *ps);
883 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s);
884
885 /**
886  * Mark all frames in DPB as unused for reference.
887  */
888 void ff_hevc_clear_refs(HEVCContext *s);
889
890 /**
891  * Drop all frames currently in DPB.
892  */
893 void ff_hevc_flush_dpb(HEVCContext *s);
894
895 /**
896  * Compute POC of the current frame and return it.
897  */
898 int ff_hevc_compute_poc(HEVCContext *s, int poc_lsb);
899
900 RefPicList *ff_hevc_get_ref_list(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame,
901                                  int x0, int y0);
902
903 /**
904  * Construct the reference picture sets for the current frame.
905  */
906 int ff_hevc_frame_rps(HEVCContext *s);
907
908 /**
909  * Construct the reference picture list(s) for the current slice.
910  */
911 int ff_hevc_slice_rpl(HEVCContext *s);
912
913 void ff_hevc_save_states(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
914 void ff_hevc_cabac_init(HEVCContext *s, int ctb_addr_ts);
915 int ff_hevc_sao_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
916 int ff_hevc_sao_type_idx_decode(HEVCContext *s);
917 int ff_hevc_sao_band_position_decode(HEVCContext *s);
918 int ff_hevc_sao_offset_abs_decode(HEVCContext *s);
919 int ff_hevc_sao_offset_sign_decode(HEVCContext *s);
920 int ff_hevc_sao_eo_class_decode(HEVCContext *s);
921 int ff_hevc_end_of_slice_flag_decode(HEVCContext *s);
922 int ff_hevc_cu_transquant_bypass_flag_decode(HEVCContext *s);
923 int ff_hevc_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
924                              int x_cb, int y_cb);
925 int ff_hevc_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
926 int ff_hevc_split_coding_unit_flag_decode(HEVCContext *s, int ct_depth,
927                                           int x0, int y0);
928 int ff_hevc_part_mode_decode(HEVCContext *s, int log2_cb_size);
929 int ff_hevc_pcm_flag_decode(HEVCContext *s);
930 int ff_hevc_prev_intra_luma_pred_flag_decode(HEVCContext *s);
931 int ff_hevc_mpm_idx_decode(HEVCContext *s);
932 int ff_hevc_rem_intra_luma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
933 int ff_hevc_intra_chroma_pred_mode_decode(HEVCContext *s);
934 int ff_hevc_merge_idx_decode(HEVCContext *s);
935 int ff_hevc_merge_flag_decode(HEVCContext *s);
936 int ff_hevc_inter_pred_idc_decode(HEVCContext *s, int nPbW, int nPbH);
937 int ff_hevc_ref_idx_lx_decode(HEVCContext *s, int num_ref_idx_lx);
938 int ff_hevc_mvp_lx_flag_decode(HEVCContext *s);
939 int ff_hevc_no_residual_syntax_flag_decode(HEVCContext *s);
940 int ff_hevc_abs_mvd_greater0_flag_decode(HEVCContext *s);
941 int ff_hevc_abs_mvd_greater1_flag_decode(HEVCContext *s);
942 int ff_hevc_mvd_decode(HEVCContext *s);
943 int ff_hevc_mvd_sign_flag_decode(HEVCContext *s);
944 int ff_hevc_split_transform_flag_decode(HEVCContext *s, int log2_trafo_size);
945 int ff_hevc_cbf_cb_cr_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
946 int ff_hevc_cbf_luma_decode(HEVCContext *s, int trafo_depth);
947 int ff_hevc_transform_skip_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx);
948 int ff_hevc_last_significant_coeff_x_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
949                                                    int log2_size);
950 int ff_hevc_last_significant_coeff_y_prefix_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
951                                                    int log2_size);
952 int ff_hevc_last_significant_coeff_suffix_decode(HEVCContext *s,
953                                                  int last_significant_coeff_prefix);
954 int ff_hevc_significant_coeff_group_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
955                                                 int ctx_cg);
956 int ff_hevc_significant_coeff_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx, int x_c,
957                                           int y_c, int log2_trafo_size,
958                                           int scan_idx, int prev_sig);
959 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater1_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
960                                                  int ctx_set);
961 int ff_hevc_coeff_abs_level_greater2_flag_decode(HEVCContext *s, int c_idx,
962                                                  int inc);
963 int ff_hevc_coeff_abs_level_remaining(HEVCContext *s, int base_level,
964                                       int rc_rice_param);
965 int ff_hevc_coeff_sign_flag(HEVCContext *s, uint8_t nb);
966
967 /**
968  * Get the number of candidate references for the current frame.
969  */
970 int ff_hevc_frame_nb_refs(HEVCContext *s);
971
972 int ff_hevc_set_new_ref(HEVCContext *s, AVFrame **frame, int poc);
973
974 /**
975  * Find next frame in output order and put a reference to it in frame.
976  * @return 1 if a frame was output, 0 otherwise
977  */
978 int ff_hevc_output_frame(HEVCContext *s, AVFrame *frame, int flush);
979
980 void ff_hevc_unref_frame(HEVCContext *s, HEVCFrame *frame, int flags);
981
982 void ff_hevc_set_neighbour_available(HEVCContext *s, int x0, int y0,
983                                      int nPbW, int nPbH);
984 void ff_hevc_luma_mv_merge_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
985                                 int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
986                                 int part_idx, int merge_idx, MvField *mv);
987 void ff_hevc_luma_mv_mvp_mode(HEVCContext *s, int x0, int y0,
988                               int nPbW, int nPbH, int log2_cb_size,
989                               int part_idx, int merge_idx,
990                               MvField *mv, int mvp_lx_flag, int LX);
991 void ff_hevc_set_qPy(HEVCContext *s, int xC, int yC, int xBase, int yBase,
992                      int log2_cb_size);
993 void ff_hevc_deblocking_boundary_strengths(HEVCContext *s, int x0, int y0,
994                                            int log2_trafo_size);
995 int ff_hevc_cu_qp_delta_sign_flag(HEVCContext *s);
996 int ff_hevc_cu_qp_delta_abs(HEVCContext *s);
997 void ff_hevc_hls_filter(HEVCContext *s, int x, int y);
998 void ff_hevc_hls_filters(HEVCContext *s, int x_ctb, int y_ctb, int ctb_size);
999
1000 void ff_hevc_pps_free(HEVCPPS **ppps);
1001
1002 void ff_hevc_pred_init(HEVCPredContext *hpc, int bit_depth);
1003
1004 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
1005                            uint8_t *buf, int buf_size);
1006
1007 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_before[4];
1008 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra_after[4];
1009 extern const uint8_t ff_hevc_qpel_extra[4];
1010
1011 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_x[16];
1012 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan4x4_y[16];
1013 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_x[64];
1014 extern const uint8_t ff_hevc_diag_scan8x8_y[64];
1015
1016 #endif /* AVCODEC_HEVC_H */