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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2018 Philip Langdale <philipl@overt.org>
   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 "libavutil/avassert.h"
  22 #include "libavutil/hwcontext_cuda_internal.h"
  23 #include "libavutil/cuda_check.h"
  24 #include "internal.h"
  25 #include "yadif.h"
  26
  27 extern char vf_yadif_cuda_ptx[];
  28
  29 typedef struct DeintCUDAContext {
  30     YADIFContext yadif;
  31
  32     AVCUDADeviceContext *hwctx;
  33     AVBufferRef         *device_ref;
  34     AVBufferRef         *input_frames_ref;
  35     AVHWFramesContext   *input_frames;
  36
  37     CUcontext   cu_ctx;
  38     CUstream    stream;
  39     CUmodule    cu_module;
  40     CUfunction  cu_func_uchar;
  41     CUfunction  cu_func_uchar2;
  42     CUfunction  cu_func_ushort;
  43     CUfunction  cu_func_ushort2;
  44 } DeintCUDAContext;
  45
  46 #define DIV_UP(a, b) ( ((a) + (b) - 1) / (b) )
  47 #define ALIGN_UP(a, b) (((a) + (b) - 1) & ~((b) - 1))
  48 #define BLOCKX 32
  49 #define BLOCKY 16
  50
  51 #define CHECK_CU(x) FF_CUDA_CHECK_DL(ctx, s->hwctx->internal->cuda_dl, x)
  52
  53 static CUresult call_kernel(AVFilterContext *ctx, CUfunction func,
  54                             CUdeviceptr prev, CUdeviceptr cur, CUdeviceptr next,
  55                             CUarray_format format, int channels,
  56                             int src_width,  // Width is pixels per channel
  57                             int src_height, // Height is pixels per channel
  58                             int src_pitch,  // Pitch is bytes
  59                             CUdeviceptr dst,
  60                             int dst_width,  // Width is pixels per channel
  61                             int dst_height, // Height is pixels per channel
  62                             int dst_pitch,  // Pitch is pixels per channel
  63                             int parity, int tff)
  64 {
  65     DeintCUDAContext *s = ctx->priv;
  66     CudaFunctions *cu = s->hwctx->internal->cuda_dl;
  67     CUtexObject tex_prev = 0, tex_cur = 0, tex_next = 0;
  68     int ret;
  69     int skip_spatial_check = s->yadif.mode&2;
  70
  71     void *args[] = { &dst, &tex_prev, &tex_cur, &tex_next,
  72                      &dst_width, &dst_height, &dst_pitch,
  73                      &src_width, &src_height, &parity, &tff,
  74                      &skip_spatial_check };
  75
  76     CUDA_TEXTURE_DESC tex_desc = {
  77         .filterMode = CU_TR_FILTER_MODE_POINT,
  78         .flags = CU_TRSF_READ_AS_INTEGER,
  79     };
  80
  81     CUDA_RESOURCE_DESC res_desc = {
  82         .resType = CU_RESOURCE_TYPE_PITCH2D,
  83         .res.pitch2D.format = format,
  84         .res.pitch2D.numChannels = channels,
  85         .res.pitch2D.width = src_width,
  86         .res.pitch2D.height = src_height,
  87         .res.pitch2D.pitchInBytes = src_pitch,
  88     };
  89
  90     res_desc.res.pitch2D.devPtr = (CUdeviceptr)prev;
  91     ret = CHECK_CU(cu->cuTexObjectCreate(&tex_prev, &res_desc, &tex_desc, NULL));
  92     if (ret < 0)
  93         goto exit;
  94
  95     res_desc.res.pitch2D.devPtr = (CUdeviceptr)cur;
  96     ret = CHECK_CU(cu->cuTexObjectCreate(&tex_cur, &res_desc, &tex_desc, NULL));
  97     if (ret < 0)
  98         goto exit;
  99
 100     res_desc.res.pitch2D.devPtr = (CUdeviceptr)next;
 101     ret = CHECK_CU(cu->cuTexObjectCreate(&tex_next, &res_desc, &tex_desc, NULL));
 102     if (ret < 0)
 103         goto exit;
 104
 105     ret = CHECK_CU(cu->cuLaunchKernel(func,
 106                                       DIV_UP(dst_width, BLOCKX), DIV_UP(dst_height, BLOCKY), 1,
 107                                       BLOCKX, BLOCKY, 1,
 108                                       0, s->stream, args, NULL));
 109
 110 exit:
 111     if (tex_prev)
 112         CHECK_CU(cu->cuTexObjectDestroy(tex_prev));
 113     if (tex_cur)
 114         CHECK_CU(cu->cuTexObjectDestroy(tex_cur));
 115     if (tex_next)
 116         CHECK_CU(cu->cuTexObjectDestroy(tex_next));
 117
 118     return ret;
 119 }
 120
 121 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dst,
 122                    int parity, int tff)
 123 {
 124     DeintCUDAContext *s = ctx->priv;
 125     YADIFContext *y = &s->yadif;
 126     CudaFunctions *cu = s->hwctx->internal->cuda_dl;
 127     CUcontext dummy;
 128     int i, ret;
 129
 130     ret = CHECK_CU(cu->cuCtxPushCurrent(s->cu_ctx));
 131     if (ret < 0)
 132         return;
 133
 134     for (i = 0; i < y->csp->nb_components; i++) {
 135         CUfunction func;
 136         CUarray_format format;
 137         int pixel_size, channels;
 138         const AVComponentDescriptor *comp = &y->csp->comp[i];
 139
 140         if (comp->plane < i) {
 141             // We process planes as a whole, so don't reprocess
 142             // them for additional components
 143             continue;
 144         }
 145
 146         pixel_size = (comp->depth + comp->shift) / 8;
 147         channels = comp->step / pixel_size;
 148         if (pixel_size > 2 || channels > 2) {
 149             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported pixel format: %s\n", y->csp->name);
 150             goto exit;
 151         }
 152         switch (pixel_size) {
 153         case 1:
 154             func = channels == 1 ? s->cu_func_uchar : s->cu_func_uchar2;
 155             format = CU_AD_FORMAT_UNSIGNED_INT8;
 156             break;
 157         case 2:
 158             func = channels == 1 ? s->cu_func_ushort : s->cu_func_ushort2;
 159             format = CU_AD_FORMAT_UNSIGNED_INT16;
 160             break;
 161         default:
 162             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported pixel format: %s\n", y->csp->name);
 163             goto exit;
 164         }
 165         av_log(ctx, AV_LOG_TRACE,
 166                "Deinterlacing plane %d: pixel_size: %d channels: %d\n",
 167                comp->plane, pixel_size, channels);
 168         call_kernel(ctx, func,
 169                     (CUdeviceptr)y->prev->data[i],
 170                     (CUdeviceptr)y->cur->data[i],
 171                     (CUdeviceptr)y->next->data[i],
 172                     format, channels,
 173                     AV_CEIL_RSHIFT(y->cur->width, i ? y->csp->log2_chroma_w : 0),
 174                     AV_CEIL_RSHIFT(y->cur->height, i ? y->csp->log2_chroma_h : 0),
 175                     y->cur->linesize[i],
 176                     (CUdeviceptr)dst->data[i],
 177                     AV_CEIL_RSHIFT(dst->width, i ? y->csp->log2_chroma_w : 0),
 178                     AV_CEIL_RSHIFT(dst->height, i ? y->csp->log2_chroma_h : 0),
 179                     dst->linesize[i] / comp->step,
 180                     parity, tff);
 181     }
 182
 183     CHECK_CU(cu->cuStreamSynchronize(s->stream));
 184
 185 exit:
 186     CHECK_CU(cu->cuCtxPopCurrent(&dummy));
 187     return;
 188 }
 189
 190 static av_cold void deint_cuda_uninit(AVFilterContext *ctx)
 191 {
 192     CUcontext dummy;
 193     DeintCUDAContext *s = ctx->priv;
 194     YADIFContext *y = &s->yadif;
 195
 196     if (s->hwctx && s->cu_module) {
 197         CudaFunctions *cu = s->hwctx->internal->cuda_dl;
 198         CHECK_CU(cu->cuCtxPushCurrent(s->cu_ctx));
 199         CHECK_CU(cu->cuModuleUnload(s->cu_module));
 200         CHECK_CU(cu->cuCtxPopCurrent(&dummy));
 201     }
 202
 203     av_frame_free(&y->prev);
 204     av_frame_free(&y->cur);
 205     av_frame_free(&y->next);
 206
 207     av_buffer_unref(&s->device_ref);
 208     s->hwctx = NULL;
 209     av_buffer_unref(&s->input_frames_ref);
 210     s->input_frames = NULL;
 211 }
 212
 213 static int deint_cuda_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 214 {
 215     enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 216         AV_PIX_FMT_CUDA, AV_PIX_FMT_NONE,
 217     };
 218     int ret;
 219
 220     if ((ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(pix_fmts),
 221                               &ctx->inputs[0]->out_formats)) < 0)
 222         return ret;
 223     if ((ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(pix_fmts),
 224                               &ctx->outputs[0]->in_formats)) < 0)
 225         return ret;
 226
 227     return 0;
 228 }
 229
 230 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 231 {
 232     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 233     DeintCUDAContext *s  = ctx->priv;
 234
 235     if (!inlink->hw_frames_ctx) {
 236         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
 237                "required to associate the processing device.\n");
 238         return AVERROR(EINVAL);
 239     }
 240
 241     s->input_frames_ref = av_buffer_ref(inlink->hw_frames_ctx);
 242     if (!s->input_frames_ref) {
 243         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "A input frames reference create "
 244                "failed.\n");
 245         return AVERROR(ENOMEM);
 246     }
 247     s->input_frames = (AVHWFramesContext*)s->input_frames_ref->data;
 248
 249     return 0;
 250 }
 251
 252 static int config_output(AVFilterLink *link)
 253 {
 254     AVHWFramesContext *output_frames;
 255     AVFilterContext *ctx = link->src;
 256     DeintCUDAContext *s = ctx->priv;
 257     YADIFContext *y = &s->yadif;
 258     CudaFunctions *cu;
 259     int ret = 0;
 260     CUcontext dummy;
 261
 262     av_assert0(s->input_frames);
 263     s->device_ref = av_buffer_ref(s->input_frames->device_ref);
 264     if (!s->device_ref) {
 265         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "A device reference create "
 266                "failed.\n");
 267         return AVERROR(ENOMEM);
 268     }
 269     s->hwctx = ((AVHWDeviceContext*)s->device_ref->data)->hwctx;
 270     s->cu_ctx = s->hwctx->cuda_ctx;
 271     s->stream = s->hwctx->stream;
 272     cu = s->hwctx->internal->cuda_dl;
 273
 274     link->hw_frames_ctx = av_hwframe_ctx_alloc(s->device_ref);
 275     if (!link->hw_frames_ctx) {
 276         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create HW frame context "
 277                "for output.\n");
 278         ret = AVERROR(ENOMEM);
 279         goto exit;
 280     }
 281
 282     output_frames = (AVHWFramesContext*)link->hw_frames_ctx->data;
 283
 284     output_frames->format    = AV_PIX_FMT_CUDA;
 285     output_frames->sw_format = s->input_frames->sw_format;
 286     output_frames->width     = ctx->inputs[0]->w;
 287     output_frames->height    = ctx->inputs[0]->h;
 288
 289     output_frames->initial_pool_size = 4;
 290
 291     ret = ff_filter_init_hw_frames(ctx, link, 10);
 292     if (ret < 0)
 293         goto exit;
 294
 295     ret = av_hwframe_ctx_init(link->hw_frames_ctx);
 296     if (ret < 0) {
 297         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise CUDA frame "
 298                "context for output: %d\n", ret);
 299         goto exit;
 300     }
 301
 302     link->time_base.num = ctx->inputs[0]->time_base.num;
 303     link->time_base.den = ctx->inputs[0]->time_base.den * 2;
 304     link->w             = ctx->inputs[0]->w;
 305     link->h             = ctx->inputs[0]->h;
 306
 307     if(y->mode & 1)
 308         link->frame_rate = av_mul_q(ctx->inputs[0]->frame_rate,
 309                                     (AVRational){2, 1});
 310
 311     if (link->w < 3 || link->h < 3) {
 312         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
 313         ret = AVERROR(EINVAL);
 314         goto exit;
 315     }
 316
 317     y->csp = av_pix_fmt_desc_get(output_frames->sw_format);
 318     y->filter = filter;
 319
 320     ret = CHECK_CU(cu->cuCtxPushCurrent(s->cu_ctx));
 321     if (ret < 0)
 322         goto exit;
 323
 324     ret = CHECK_CU(cu->cuModuleLoadData(&s->cu_module, vf_yadif_cuda_ptx));
 325     if (ret < 0)
 326         goto exit;
 327
 328     ret = CHECK_CU(cu->cuModuleGetFunction(&s->cu_func_uchar, s->cu_module, "yadif_uchar"));
 329     if (ret < 0)
 330         goto exit;
 331
 332     ret = CHECK_CU(cu->cuModuleGetFunction(&s->cu_func_uchar2, s->cu_module, "yadif_uchar2"));
 333     if (ret < 0)
 334         goto exit;
 335
 336     ret = CHECK_CU(cu->cuModuleGetFunction(&s->cu_func_ushort, s->cu_module, "yadif_ushort"));
 337     if (ret < 0)
 338         goto exit;
 339
 340     ret = CHECK_CU(cu->cuModuleGetFunction(&s->cu_func_ushort2, s->cu_module, "yadif_ushort2"));
 341     if (ret < 0)
 342         goto exit;
 343
 344 exit:
 345     CHECK_CU(cu->cuCtxPopCurrent(&dummy));
 346
 347     return ret;
 348 }
 349
 350 static const AVClass yadif_cuda_class = {
 351     .class_name = "yadif_cuda",
 352     .item_name  = av_default_item_name,
 353     .option     = ff_yadif_options,
 354     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 355     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_FILTER,
 356 };
 357
 358 static const AVFilterPad deint_cuda_inputs[] = {
 359     {
 360         .name          = "default",
 361         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 362         .filter_frame  = ff_yadif_filter_frame,
 363         .config_props  = config_input,
 364     },
 365     { NULL }
 366 };
 367
 368 static const AVFilterPad deint_cuda_outputs[] = {
 369     {
 370         .name          = "default",
 371         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 372         .request_frame = ff_yadif_request_frame,
 373         .config_props  = config_output,
 374     },
 375     { NULL }
 376 };
 377
 378 AVFilter ff_vf_yadif_cuda = {
 379     .name           = "yadif_cuda",
 380     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace CUDA frames"),
 381     .priv_size      = sizeof(DeintCUDAContext),
 382     .priv_class     = &yadif_cuda_class,
 383     .uninit         = deint_cuda_uninit,
 384     .query_formats  = deint_cuda_query_formats,
 385     .inputs         = deint_cuda_inputs,
 386     .outputs        = deint_cuda_outputs,
 387     .flags          = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 388     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
 389 };