git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/dnn/dnn_backend_native_layer_pad.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2019 Guo Yejun
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <string.h>
  22 #include "libavutil/avassert.h"
  23 #include "dnn_backend_native_layer_pad.h"
  24
  25 int ff_dnn_load_layer_pad(Layer *layer, AVIOContext *model_file_context, int file_size, int operands_num)
  26 {
  27     LayerPadParams *params;
  28     int dnn_size = 0;
  29     params = av_malloc(sizeof(*params));
  30     if (!params)
  31         return 0;
  32
  33     params->mode = (int32_t)avio_rl32(model_file_context);
  34     dnn_size += 4;
  35     for (int i = 0; i < 4; ++i) {
  36         params->paddings[i][0] = avio_rl32(model_file_context);
  37         params->paddings[i][1] = avio_rl32(model_file_context);
  38         dnn_size += 8;
  39     }
  40     layer->input_operand_indexes[0] = (int32_t)avio_rl32(model_file_context);
  41     layer->output_operand_index = (int32_t)avio_rl32(model_file_context);
  42     dnn_size += 8;
  43     layer->params = params;
  44
  45     if (layer->input_operand_indexes[0] >= operands_num || layer->output_operand_index >= operands_num) {
  46         return 0;
  47     }
  48
  49     return dnn_size;
  50 }
  51
  52 static int before_get_buddy(int given, int paddings, LayerPadModeParam mode)
  53 {
  54     if (mode == LPMP_SYMMETRIC) {
  55         return (2 * paddings - 1 - given);
  56     } else if (mode == LPMP_REFLECT) {
  57         return (2 * paddings - given);
  58     } else {
  59         av_assert0(!"should not reach here");
  60         return 0;
  61     }
  62 }
  63
  64 static int after_get_buddy(int given, int border, LayerPadModeParam mode)
  65 {
  66     if (mode == LPMP_SYMMETRIC) {
  67         int offset = given - border;
  68         return (border - 1 - offset);
  69     } else if (mode == LPMP_REFLECT) {
  70         int offset = given - border;
  71         return (border - 2 - offset);
  72     } else {
  73         av_assert0(!"should not reach here");
  74         return 0;
  75     }
  76 }
  77
  78 int ff_dnn_execute_layer_pad(DnnOperand *operands, const int32_t *input_operand_indexes,
  79                              int32_t output_operand_index, const void *parameters, NativeContext *ctx)
  80 {
  81     int32_t before_paddings;
  82     int32_t after_paddings;
  83     float* output;
  84     const LayerPadParams *params = parameters;
  85
  86     // suppose format is <N, H, W, C>
  87     int32_t input_operand_index = input_operand_indexes[0];
  88     int number = operands[input_operand_index].dims[0];
  89     int height = operands[input_operand_index].dims[1];
  90     int width = operands[input_operand_index].dims[2];
  91     int channel = operands[input_operand_index].dims[3];
  92     const float *input = operands[input_operand_index].data;
  93
  94     int new_number = number + params->paddings[0][0] + params->paddings[0][1];
  95     int new_height = height + params->paddings[1][0] + params->paddings[1][1];
  96     int new_width = width + params->paddings[2][0] + params->paddings[2][1];
  97     int new_channel = channel + params->paddings[3][0] + params->paddings[3][1];
  98
  99     int c_stride = channel;
 100     int wc_stride = c_stride * width;
 101     int hwc_stride = wc_stride * height;
 102
 103     int new_c_stride = new_channel;
 104     int new_wc_stride = new_c_stride * new_width;
 105     int new_hwc_stride = new_wc_stride * new_height;
 106
 107     DnnOperand *output_operand = &operands[output_operand_index];
 108     output_operand->dims[0] = new_number;
 109     output_operand->dims[1] = new_height;
 110     output_operand->dims[2] = new_width;
 111     output_operand->dims[3] = new_channel;
 112     output_operand->data_type = operands[input_operand_index].data_type;
 113     output_operand->length = ff_calculate_operand_data_length(output_operand);
 114     if (output_operand->length <= 0) {
 115         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "The output data length overflow\n");
 116         return DNN_ERROR;
 117     }
 118     output_operand->data = av_realloc(output_operand->data, output_operand->length);
 119     if (!output_operand->data) {
 120         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to reallocate memory for output\n");
 121         return DNN_ERROR;
 122     }
 123     output = output_operand->data;
 124
 125     // copy the original data
 126     for (int n = 0; n < number; n++) {
 127         for (int h = 0; h < height; h++) {
 128             for (int w = 0; w < width; w++) {
 129                 const float *src = input + n * hwc_stride + h * wc_stride + w * c_stride;
 130                 float *dst = output + (n + params->paddings[0][0]) * new_hwc_stride
 131                                     + (h + params->paddings[1][0]) * new_wc_stride
 132                                     + (w + params->paddings[2][0]) * new_c_stride
 133                                     + params->paddings[3][0];
 134                 memcpy(dst, src, channel * sizeof(float));
 135             }
 136         }
 137     }
 138
 139     // handle the first dimension
 140     before_paddings = params->paddings[0][0];
 141     after_paddings = params->paddings[0][1];
 142     for (int n = 0; n < before_paddings; n++) {
 143         float *dst = output + n * new_hwc_stride;
 144         if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 145             for (int i = 0; i < new_hwc_stride; i++) {
 146                 dst[i] = params->constant_values;
 147             }
 148         }
 149         else {
 150             int buddy = before_get_buddy(n, before_paddings, params->mode);
 151             float *src = output + buddy * new_hwc_stride;
 152             memcpy(dst, src, new_hwc_stride * sizeof(float));
 153         }
 154     }
 155     for (int n = 0; n < after_paddings; n++) {
 156         int given = number + before_paddings + n;
 157         float *dst = output + given * new_hwc_stride;
 158         if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 159             for (int i = 0; i < new_hwc_stride; i++) {
 160                 dst[i] = params->constant_values;
 161             }
 162         } else {
 163             int buddy = after_get_buddy(given, number + before_paddings, params->mode);
 164             float *src = output + buddy * new_hwc_stride;
 165             memcpy(dst, src, new_hwc_stride * sizeof(float));
 166         }
 167     }
 168
 169     // handle the second dimension
 170     before_paddings = params->paddings[1][0];
 171     after_paddings = params->paddings[1][1];
 172     for (int n = 0; n < new_number; n++) {
 173         float *start = output + n * new_hwc_stride;
 174         for (int h = 0; h < before_paddings; h++) {
 175             float *dst = start + h * new_wc_stride;
 176             if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 177                 for (int i = 0; i < new_wc_stride; i++) {
 178                     dst[i] = params->constant_values;
 179                 }
 180             } else {
 181                 int buddy = before_get_buddy(h, before_paddings, params->mode);
 182                 float *src = start + buddy * new_wc_stride;
 183                 memcpy(dst, src, new_wc_stride * sizeof(float));
 184             }
 185         }
 186         for (int h = 0; h < after_paddings; h++) {
 187             int given = height + before_paddings + h;
 188             float *dst = start + given * new_wc_stride;
 189             if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 190                 for (int i = 0; i < new_wc_stride; i++) {
 191                     dst[i] = params->constant_values;
 192                 }
 193             } else {
 194                 int buddy = after_get_buddy(given, height + before_paddings, params->mode);
 195                 float *src = start + buddy * new_wc_stride;
 196                 memcpy(dst, src, new_wc_stride * sizeof(float));
 197             }
 198         }
 199     }
 200
 201     // handle the third dimension
 202     before_paddings = params->paddings[2][0];
 203     after_paddings = params->paddings[2][1];
 204     for (int n = 0; n < new_number; n++) {
 205         for (int h = 0; h < new_height; h++) {
 206             float *start = output + n * new_hwc_stride + h * new_wc_stride;
 207             for (int w = 0; w < before_paddings; w++) {
 208                 float *dst = start + w * new_c_stride;
 209                 if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 210                     for (int i = 0; i < new_c_stride; i++) {
 211                         dst[i] = params->constant_values;
 212                     }
 213                 } else {
 214                     int buddy = before_get_buddy(w, before_paddings, params->mode);
 215                     float *src = start + buddy * new_c_stride;
 216                     memcpy(dst, src, new_c_stride * sizeof(float));
 217                 }
 218             }
 219             for (int w = 0; w < after_paddings; w++) {
 220                 int given = width + before_paddings + w;
 221                 float *dst = start + given * new_c_stride;
 222                 if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 223                     for (int i = 0; i < new_c_stride; i++) {
 224                         dst[i] = params->constant_values;
 225                     }
 226                 } else {
 227                     int buddy = after_get_buddy(given, width + before_paddings, params->mode);
 228                     float *src = start + buddy * new_c_stride;
 229                     memcpy(dst, src, new_c_stride * sizeof(float));
 230                 }
 231             }
 232         }
 233     }
 234
 235     // handle the fourth dimension
 236     before_paddings = params->paddings[3][0];
 237     after_paddings = params->paddings[3][1];
 238     for (int n = 0; n < new_number; n++) {
 239         for (int h = 0; h < new_height; h++) {
 240             for (int w = 0; w < new_width; w++) {
 241                 float *start = output + n * new_hwc_stride + h * new_wc_stride + w * new_c_stride;
 242                 for (int c = 0; c < before_paddings; c++) {
 243                     float *dst = start + c;
 244                     if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 245                         *dst = params->constant_values;
 246                     } else {
 247                         int buddy = before_get_buddy(c, before_paddings, params->mode);
 248                         float *src = start + buddy;
 249                         *dst = *src;
 250                     }
 251                 }
 252                 for (int c = 0; c < after_paddings; c++) {
 253                     int given = channel + before_paddings + c;
 254                     float *dst = start + given;
 255                     if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 256                         *dst = params->constant_values;
 257                     } else {
 258                         int buddy = after_get_buddy(given, channel + before_paddings, params->mode);
 259                         float *src = start + buddy;
 260                         *dst = *src;
 261                     }
 262                 }
 263             }
 264         }
 265     }
 266
 267     return 0;
 268 }