git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_program_opencl.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavutil/avstring.h"
  20 #include "libavutil/buffer.h"
  21 #include "libavutil/common.h"
  22 #include "libavutil/hwcontext.h"
  23 #include "libavutil/hwcontext_opencl.h"
  24 #include "libavutil/log.h"
  25 #include "libavutil/mem.h"
  26 #include "libavutil/pixdesc.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28
  29 #include "avfilter.h"
  30 #include "framesync.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "opencl.h"
  33 #include "video.h"
  34
  35 typedef struct ProgramOpenCLContext {
  36     OpenCLFilterContext ocf;
  37
  38     int                 loaded;
  39     cl_uint             index;
  40     cl_kernel           kernel;
  41     cl_command_queue    command_queue;
  42
  43     FFFrameSync         fs;
  44     AVFrame           **frames;
  45
  46     const char         *source_file;
  47     const char         *kernel_name;
  48     int                 nb_inputs;
  49     int                 width, height;
  50     enum AVPixelFormat  source_format;
  51     AVRational          source_rate;
  52 } ProgramOpenCLContext;
  53
  54 static int program_opencl_load(AVFilterContext *avctx)
  55 {
  56     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
  57     cl_int cle;
  58     int err;
  59
  60     err = ff_opencl_filter_load_program_from_file(avctx, ctx->source_file);
  61     if (err < 0)
  62         return err;
  63
  64     ctx->command_queue = clCreateCommandQueue(ctx->ocf.hwctx->context,
  65                                               ctx->ocf.hwctx->device_id,
  66                                               0, &cle);
  67     if (!ctx->command_queue) {
  68         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create OpenCL "
  69                "command queue: %d.\n", cle);
  70         return AVERROR(EIO);
  71     }
  72
  73     ctx->kernel = clCreateKernel(ctx->ocf.program, ctx->kernel_name, &cle);
  74     if (!ctx->kernel) {
  75         if (cle == CL_INVALID_KERNEL_NAME) {
  76             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Kernel function '%s' not found in "
  77                    "program.\n", ctx->kernel_name);
  78         } else {
  79             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create kernel: %d.\n", cle);
  80         }
  81         return AVERROR(EIO);
  82     }
  83
  84     ctx->loaded = 1;
  85     return 0;
  86 }
  87
  88 static int program_opencl_run(AVFilterContext *avctx)
  89 {
  90     AVFilterLink     *outlink = avctx->outputs[0];
  91     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
  92     AVFrame *output = NULL;
  93     cl_int cle;
  94     size_t global_work[2];
  95     cl_mem src, dst;
  96     int err, input, plane;
  97
  98     if (!ctx->loaded) {
  99         err = program_opencl_load(avctx);
 100         if (err < 0)
 101             return err;
 102     }
 103
 104     output = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 105     if (!output) {
 106         err = AVERROR(ENOMEM);
 107         goto fail;
 108     }
 109
 110     for (plane = 0; plane < FF_ARRAY_ELEMS(output->data); plane++) {
 111         dst = (cl_mem)output->data[plane];
 112         if (!dst)
 113             break;
 114
 115         cle = clSetKernelArg(ctx->kernel, 0, sizeof(cl_mem), &dst);
 116         if (cle != CL_SUCCESS) {
 117             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to set kernel "
 118                    "destination image argument: %d.\n", cle);
 119             err = AVERROR_UNKNOWN;
 120             goto fail;
 121         }
 122         cle = clSetKernelArg(ctx->kernel, 1, sizeof(cl_uint), &ctx->index);
 123         if (cle != CL_SUCCESS) {
 124             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to set kernel "
 125                    "index argument: %d.\n", cle);
 126             err = AVERROR_UNKNOWN;
 127             goto fail;
 128         }
 129
 130         for (input = 0; input < ctx->nb_inputs; input++) {
 131             av_assert0(ctx->frames[input]);
 132
 133             src = (cl_mem)ctx->frames[input]->data[plane];
 134             av_assert0(src);
 135
 136             cle = clSetKernelArg(ctx->kernel, 2 + input, sizeof(cl_mem), &src);
 137             if (cle != CL_SUCCESS) {
 138                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to set kernel "
 139                        "source image argument %d: %d.\n", input, cle);
 140                 err = AVERROR_UNKNOWN;
 141                 goto fail;
 142             }
 143         }
 144
 145         cle = clGetImageInfo(dst, CL_IMAGE_WIDTH,  sizeof(size_t),
 146                              &global_work[0], NULL);
 147         cle = clGetImageInfo(dst, CL_IMAGE_HEIGHT, sizeof(size_t),
 148                              &global_work[1], NULL);
 149
 150         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Run kernel on plane %d "
 151                "(%zux%zu).\n", plane, global_work[0], global_work[1]);
 152
 153         cle = clEnqueueNDRangeKernel(ctx->command_queue, ctx->kernel, 2, NULL,
 154                                      global_work, NULL, 0, NULL, NULL);
 155         if (cle != CL_SUCCESS) {
 156             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to enqueue kernel: %d.\n",
 157                    cle);
 158             err = AVERROR(EIO);
 159             goto fail;
 160         }
 161     }
 162
 163     cle = clFinish(ctx->command_queue);
 164     if (cle != CL_SUCCESS) {
 165         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to finish command queue: %d.\n",
 166                cle);
 167         err = AVERROR(EIO);
 168         goto fail;
 169     }
 170
 171     if (ctx->nb_inputs > 0) {
 172         err = av_frame_copy_props(output, ctx->frames[0]);
 173         if (err < 0)
 174             goto fail;
 175     } else {
 176         output->pts = ctx->index;
 177     }
 178     ++ctx->index;
 179
 180     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Filter output: %s, %ux%u (%"PRId64").\n",
 181            av_get_pix_fmt_name(output->format),
 182            output->width, output->height, output->pts);
 183
 184     return ff_filter_frame(outlink, output);
 185
 186 fail:
 187     clFinish(ctx->command_queue);
 188     av_frame_free(&output);
 189     return err;
 190 }
 191
 192 static int program_opencl_request_frame(AVFilterLink *outlink)
 193 {
 194     AVFilterContext *avctx = outlink->src;
 195
 196     return program_opencl_run(avctx);
 197 }
 198
 199 static int program_opencl_filter(FFFrameSync *fs)
 200 {
 201     AVFilterContext    *avctx = fs->parent;
 202     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
 203     int err, i;
 204
 205     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 206         err = ff_framesync_get_frame(&ctx->fs, i, &ctx->frames[i], 0);
 207         if (err < 0)
 208             return err;
 209     }
 210
 211     return program_opencl_run(avctx);
 212 }
 213
 214 static int program_opencl_activate(AVFilterContext *avctx)
 215 {
 216     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
 217
 218     av_assert0(ctx->nb_inputs > 0);
 219
 220     return ff_framesync_activate(&ctx->fs);
 221 }
 222
 223 static int program_opencl_config_output(AVFilterLink *outlink)
 224 {
 225     AVFilterContext    *avctx = outlink->src;
 226     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
 227     int err;
 228
 229     err = ff_opencl_filter_config_output(outlink);
 230     if (err < 0)
 231         return err;
 232
 233     if (ctx->nb_inputs > 0) {
 234         FFFrameSyncIn *in;
 235         int i;
 236
 237         err = ff_framesync_init(&ctx->fs, avctx, ctx->nb_inputs);
 238         if (err < 0)
 239             return err;
 240
 241         ctx->fs.opaque = ctx;
 242         ctx->fs.on_event = &program_opencl_filter;
 243
 244         in = ctx->fs.in;
 245         for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 246             const AVFilterLink *inlink = avctx->inputs[i];
 247
 248             in[i].time_base = inlink->time_base;
 249             in[i].sync      = 1;
 250             in[i].before    = EXT_STOP;
 251             in[i].after     = EXT_INFINITY;
 252         }
 253
 254         err = ff_framesync_configure(&ctx->fs);
 255         if (err < 0)
 256             return err;
 257
 258     } else {
 259         outlink->time_base = av_inv_q(ctx->source_rate);
 260     }
 261
 262     return 0;
 263 }
 264
 265 static av_cold int program_opencl_init(AVFilterContext *avctx)
 266 {
 267     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
 268     int err;
 269
 270     ff_opencl_filter_init(avctx);
 271
 272     ctx->ocf.output_width  = ctx->width;
 273     ctx->ocf.output_height = ctx->height;
 274
 275     if (!strcmp(avctx->filter->name, "openclsrc")) {
 276         if (!ctx->ocf.output_width || !ctx->ocf.output_height) {
 277             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "OpenCL source requires output "
 278                    "dimensions to be specified.\n");
 279             return AVERROR(EINVAL);
 280         }
 281
 282         ctx->nb_inputs = 0;
 283         ctx->ocf.output_format = ctx->source_format;
 284     } else {
 285         int i;
 286
 287         ctx->frames = av_mallocz_array(ctx->nb_inputs,
 288                                        sizeof(*ctx->frames));
 289         if (!ctx->frames)
 290             return AVERROR(ENOMEM);
 291
 292         for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 293             AVFilterPad input;
 294             memset(&input, 0, sizeof(input));
 295
 296             input.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 297             input.name = av_asprintf("input%d", i);
 298             if (!input.name)
 299                 return AVERROR(ENOMEM);
 300
 301             input.config_props = &ff_opencl_filter_config_input;
 302
 303             err = ff_insert_inpad(avctx, i, &input);
 304             if (err < 0) {
 305                 av_freep(&input.name);
 306                 return err;
 307             }
 308         }
 309     }
 310
 311     return 0;
 312 }
 313
 314 static av_cold void program_opencl_uninit(AVFilterContext *avctx)
 315 {
 316     ProgramOpenCLContext *ctx = avctx->priv;
 317     cl_int cle;
 318     int i;
 319
 320     if (ctx->nb_inputs > 0) {
 321         ff_framesync_uninit(&ctx->fs);
 322
 323         av_freep(&ctx->frames);
 324         for (i = 0; i < avctx->nb_inputs; i++)
 325             av_freep(&avctx->input_pads[i].name);
 326     }
 327
 328     if (ctx->kernel) {
 329         cle = clReleaseKernel(ctx->kernel);
 330         if (cle != CL_SUCCESS)
 331             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to release "
 332                    "kernel: %d.\n", cle);
 333     }
 334
 335     if (ctx->command_queue) {
 336         cle = clReleaseCommandQueue(ctx->command_queue);
 337         if (cle != CL_SUCCESS)
 338             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to release "
 339                    "command queue: %d.\n", cle);
 340     }
 341
 342     ff_opencl_filter_uninit(avctx);
 343 }
 344
 345 #define OFFSET(x) offsetof(ProgramOpenCLContext, x)
 346 #define FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM)
 347
 348 #if CONFIG_PROGRAM_OPENCL_FILTER
 349
 350 static const AVOption program_opencl_options[] = {
 351     { "source", "OpenCL program source file", OFFSET(source_file),
 352       AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, .flags = FLAGS },
 353     { "kernel", "Kernel name in program",     OFFSET(kernel_name),
 354       AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, .flags = FLAGS },
 355
 356     { "inputs", "Number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
 357       AV_OPT_TYPE_INT,              { .i64 = 1 }, 1, INT_MAX, FLAGS },
 358
 359     { "size",   "Video size",       OFFSET(width),
 360       AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE,       { .str = NULL }, 0, 0, FLAGS },
 361     { "s",      "Video size",       OFFSET(width),
 362       AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE,       { .str = NULL }, 0, 0, FLAGS },
 363
 364     { NULL },
 365 };
 366
 367 FRAMESYNC_DEFINE_CLASS(program_opencl, ProgramOpenCLContext, fs);
 368
 369 static const AVFilterPad program_opencl_outputs[] = {
 370     {
 371         .name         = "default",
 372         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 373         .config_props = &program_opencl_config_output,
 374     },
 375     { NULL }
 376 };
 377
 378 AVFilter ff_vf_program_opencl = {
 379     .name           = "program_opencl",
 380     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Filter video using an OpenCL program"),
 381     .priv_size      = sizeof(ProgramOpenCLContext),
 382     .priv_class     = &program_opencl_class,
 383     .preinit        = &program_opencl_framesync_preinit,
 384     .init           = &program_opencl_init,
 385     .uninit         = &program_opencl_uninit,
 386     .query_formats  = &ff_opencl_filter_query_formats,
 387     .activate       = &program_opencl_activate,
 388     .inputs         = NULL,
 389     .outputs        = program_opencl_outputs,
 390     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
 391 };
 392
 393 #endif
 394
 395 #if CONFIG_OPENCLSRC_FILTER
 396
 397 static const AVOption openclsrc_options[] = {
 398     { "source", "OpenCL program source file", OFFSET(source_file),
 399       AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, .flags = FLAGS },
 400     { "kernel", "Kernel name in program",     OFFSET(kernel_name),
 401       AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, .flags = FLAGS },
 402
 403     { "size",   "Video size",       OFFSET(width),
 404       AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE,       { .str = NULL }, 0, 0, FLAGS },
 405     { "s",      "Video size",       OFFSET(width),
 406       AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE,       { .str = NULL }, 0, 0, FLAGS },
 407
 408     { "format", "Video format",     OFFSET(source_format),
 409       AV_OPT_TYPE_PIXEL_FMT,        { .i64 = AV_PIX_FMT_NONE }, -1, INT_MAX, FLAGS },
 410
 411     { "rate",   "Video frame rate", OFFSET(source_rate),
 412       AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE,       { .str = "25" }, 0, INT_MAX, FLAGS },
 413     { "r",      "Video frame rate", OFFSET(source_rate),
 414       AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE,       { .str = "25" }, 0, INT_MAX, FLAGS },
 415
 416     { NULL },
 417 };
 418
 419 AVFILTER_DEFINE_CLASS(openclsrc);
 420
 421 static const AVFilterPad openclsrc_outputs[] = {
 422     {
 423         .name          = "default",
 424         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 425         .config_props  = &program_opencl_config_output,
 426         .request_frame = &program_opencl_request_frame,
 427     },
 428     { NULL }
 429 };
 430
 431 AVFilter ff_vsrc_openclsrc = {
 432     .name           = "openclsrc",
 433     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate video using an OpenCL program"),
 434     .priv_size      = sizeof(ProgramOpenCLContext),
 435     .priv_class     = &openclsrc_class,
 436     .init           = &program_opencl_init,
 437     .uninit         = &program_opencl_uninit,
 438     .query_formats  = &ff_opencl_filter_query_formats,
 439     .inputs         = NULL,
 440     .outputs        = openclsrc_outputs,
 441     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
 442 };
 443
 444 #endif