Merge commit 'f1ccd076801444ab7f524cb13e0886faaf10fd50'
[ffmpeg.git] / cmdutils_opencl.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2013 Lenny Wang
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/opt.h"
22 #include "libavutil/time.h"
23 #include "libavutil/log.h"
24 #include "libavutil/opencl.h"
25 #include "libavutil/avstring.h"
26 #include "cmdutils.h"
27
28 typedef struct {
29     int platform_idx;
30     int device_idx;
31     char device_name[64];
32     int64_t runtime;
33 } OpenCLDeviceBenchmark;
34
35 const char *ocl_bench_source = AV_OPENCL_KERNEL(
36 inline unsigned char clip_uint8(int a)
37 {
38     if (a & (~0xFF))
39         return (-a)>>31;
40     else
41         return a;
42 }
43
44 kernel void unsharp_bench(
45                     global unsigned char *src,
46                     global unsigned char *dst,
47                     global int *mask,
48                     int width,
49                     int height)
50 {
51     int i, j, local_idx, lc_idx, sum = 0;
52     int2 thread_idx, block_idx, global_idx, lm_idx;
53     thread_idx.x = get_local_id(0);
54     thread_idx.y = get_local_id(1);
55     block_idx.x = get_group_id(0);
56     block_idx.y = get_group_id(1);
57     global_idx.x = get_global_id(0);
58     global_idx.y = get_global_id(1);
59     local uchar data[32][32];
60     local int lc[128];
61
62     for (i = 0; i <= 1; i++) {
63         lm_idx.y = -8 + (block_idx.y + i) * 16 + thread_idx.y;
64         lm_idx.y = lm_idx.y < 0 ? 0 : lm_idx.y;
65         lm_idx.y = lm_idx.y >= height ? height - 1: lm_idx.y;
66         for (j = 0; j <= 1; j++) {
67             lm_idx.x = -8 + (block_idx.x + j) * 16 + thread_idx.x;
68             lm_idx.x = lm_idx.x < 0 ? 0 : lm_idx.x;
69             lm_idx.x = lm_idx.x >= width ? width - 1: lm_idx.x;
70             data[i*16 + thread_idx.y][j*16 + thread_idx.x] = src[lm_idx.y*width + lm_idx.x];
71         }
72     }
73     local_idx = thread_idx.y*16 + thread_idx.x;
74     if (local_idx < 128)
75         lc[local_idx] = mask[local_idx];
76     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
77
78     \n#pragma unroll\n
79     for (i = -4; i <= 4; i++) {
80         lm_idx.y = 8 + i + thread_idx.y;
81         \n#pragma unroll\n
82         for (j = -4; j <= 4; j++) {
83             lm_idx.x = 8 + j + thread_idx.x;
84             lc_idx = (i + 4)*8 + j + 4;
85             sum += (int)data[lm_idx.y][lm_idx.x] * lc[lc_idx];
86         }
87     }
88     int temp = (int)data[thread_idx.y + 8][thread_idx.x + 8];
89     int res = temp + (((temp - (int)((sum + 1<<15) >> 16))) >> 16);
90     if (global_idx.x < width && global_idx.y < height)
91         dst[global_idx.x + global_idx.y*width] = clip_uint8(res);
92 }
93 );
94
95 #define OCLCHECK(method, ... )                                                 \
96 do {                                                                           \
97     status = method(__VA_ARGS__);                                              \
98     if (status != CL_SUCCESS) {                                                \
99         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, # method " error '%s'\n",                   \
100                av_opencl_errstr(status));                                      \
101         ret = AVERROR_EXTERNAL;                                                \
102         goto end;                                                              \
103     }                                                                          \
104 } while (0)
105
106 #define CREATEBUF(out, flags, size)                                            \
107 do {                                                                           \
108     out = clCreateBuffer(ext_opencl_env->context, flags, size, NULL, &status); \
109     if (status != CL_SUCCESS) {                                                \
110         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Could not create OpenCL buffer\n");        \
111         ret = AVERROR_EXTERNAL;                                                \
112         goto end;                                                              \
113     }                                                                          \
114 } while (0)
115
116 static void fill_rand_int(int *data, int n)
117 {
118     int i;
119     srand(av_gettime());
120     for (i = 0; i < n; i++)
121         data[i] = rand();
122 }
123
124 #define OPENCL_NB_ITER 5
125 static int64_t run_opencl_bench(AVOpenCLExternalEnv *ext_opencl_env)
126 {
127     int i, arg = 0, width = 1920, height = 1088;
128     int64_t start, ret = 0;
129     cl_int status;
130     size_t kernel_len;
131     char *inbuf;
132     int *mask;
133     int buf_size = width * height * sizeof(char);
134     int mask_size = sizeof(uint32_t) * 128;
135
136     cl_mem cl_mask, cl_inbuf, cl_outbuf;
137     cl_kernel kernel = NULL;
138     cl_program program = NULL;
139     size_t local_work_size_2d[2] = {16, 16};
140     size_t global_work_size_2d[2] = {(size_t)width, (size_t)height};
141
142     if (!(inbuf = av_malloc(buf_size)) || !(mask = av_malloc(mask_size))) {
143         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Out of memory\n");
144         ret = AVERROR(ENOMEM);
145         goto end;
146     }
147     fill_rand_int((int*)inbuf, buf_size/4);
148     fill_rand_int(mask, mask_size/4);
149
150     CREATEBUF(cl_mask, CL_MEM_READ_ONLY, mask_size);
151     CREATEBUF(cl_inbuf, CL_MEM_READ_ONLY, buf_size);
152     CREATEBUF(cl_outbuf, CL_MEM_READ_WRITE, buf_size);
153
154     kernel_len = strlen(ocl_bench_source);
155     program = clCreateProgramWithSource(ext_opencl_env->context, 1, &ocl_bench_source,
156                                         &kernel_len, &status);
157     if (status != CL_SUCCESS || !program) {
158         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "OpenCL unable to create benchmark program\n");
159         ret = AVERROR_EXTERNAL;
160         goto end;
161     }
162     status = clBuildProgram(program, 1, &(ext_opencl_env->device_id), NULL, NULL, NULL);
163     if (status != CL_SUCCESS) {
164         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "OpenCL unable to build benchmark program\n");
165         ret = AVERROR_EXTERNAL;
166         goto end;
167     }
168     kernel = clCreateKernel(program, "unsharp_bench", &status);
169     if (status != CL_SUCCESS) {
170         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "OpenCL unable to create benchmark kernel\n");
171         ret = AVERROR_EXTERNAL;
172         goto end;
173     }
174
175     OCLCHECK(clEnqueueWriteBuffer, ext_opencl_env->command_queue, cl_inbuf, CL_TRUE, 0,
176              buf_size, inbuf, 0, NULL, NULL);
177     OCLCHECK(clEnqueueWriteBuffer, ext_opencl_env->command_queue, cl_mask, CL_TRUE, 0,
178              mask_size, mask, 0, NULL, NULL);
179     OCLCHECK(clSetKernelArg, kernel, arg++, sizeof(cl_mem), &cl_inbuf);
180     OCLCHECK(clSetKernelArg, kernel, arg++, sizeof(cl_mem), &cl_outbuf);
181     OCLCHECK(clSetKernelArg, kernel, arg++, sizeof(cl_mem), &cl_mask);
182     OCLCHECK(clSetKernelArg, kernel, arg++, sizeof(cl_int), &width);
183     OCLCHECK(clSetKernelArg, kernel, arg++, sizeof(cl_int), &height);
184
185     start = av_gettime_relative();
186     for (i = 0; i < OPENCL_NB_ITER; i++)
187         OCLCHECK(clEnqueueNDRangeKernel, ext_opencl_env->command_queue, kernel, 2, NULL,
188                  global_work_size_2d, local_work_size_2d, 0, NULL, NULL);
189     clFinish(ext_opencl_env->command_queue);
190     ret = (av_gettime_relative() - start)/OPENCL_NB_ITER;
191 end:
192     if (kernel)
193         clReleaseKernel(kernel);
194     if (program)
195         clReleaseProgram(program);
196     if (cl_inbuf)
197         clReleaseMemObject(cl_inbuf);
198     if (cl_outbuf)
199         clReleaseMemObject(cl_outbuf);
200     if (cl_mask)
201         clReleaseMemObject(cl_mask);
202     av_free(inbuf);
203     av_free(mask);
204     return ret;
205 }
206
207 static int compare_ocl_device_desc(const void *a, const void *b)
208 {
209     const OpenCLDeviceBenchmark* va = (const OpenCLDeviceBenchmark*)a;
210     const OpenCLDeviceBenchmark* vb = (const OpenCLDeviceBenchmark*)b;
211     return FFDIFFSIGN(va->runtime , vb->runtime);
212 }
213
214 int opt_opencl_bench(void *optctx, const char *opt, const char *arg)
215 {
216     int i, j, nb_devices = 0, count = 0;
217     int64_t score = 0;
218     AVOpenCLDeviceList *device_list;
219     AVOpenCLDeviceNode *device_node = NULL;
220     OpenCLDeviceBenchmark *devices = NULL;
221     cl_platform_id platform;
222
223     av_opencl_get_device_list(&device_list);
224     for (i = 0; i < device_list->platform_num; i++)
225         nb_devices += device_list->platform_node[i]->device_num;
226     if (!nb_devices) {
227         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "No OpenCL device detected!\n");
228         return AVERROR(EINVAL);
229     }
230     if (!(devices = av_malloc_array(nb_devices, sizeof(OpenCLDeviceBenchmark)))) {
231         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate buffer\n");
232         return AVERROR(ENOMEM);
233     }
234
235     for (i = 0; i < device_list->platform_num; i++) {
236         for (j = 0; j < device_list->platform_node[i]->device_num; j++) {
237             device_node = device_list->platform_node[i]->device_node[j];
238             platform = device_list->platform_node[i]->platform_id;
239             score = av_opencl_benchmark(device_node, platform, run_opencl_bench);
240             if (score > 0) {
241                 devices[count].platform_idx = i;
242                 devices[count].device_idx = j;
243                 devices[count].runtime = score;
244                 av_strlcpy(devices[count].device_name, device_node->device_name,
245                            sizeof(devices[count].device_name));
246                 count++;
247             }
248         }
249     }
250     qsort(devices, count, sizeof(OpenCLDeviceBenchmark), compare_ocl_device_desc);
251     fprintf(stderr, "platform_idx\tdevice_idx\tdevice_name\truntime\n");
252     for (i = 0; i < count; i++)
253         fprintf(stdout, "%d\t%d\t%s\t%"PRId64"\n",
254                 devices[i].platform_idx, devices[i].device_idx,
255                 devices[i].device_name, devices[i].runtime);
256
257     av_opencl_free_device_list(&device_list);
258     av_free(devices);
259     return 0;
260 }
261
262 int opt_opencl(void *optctx, const char *opt, const char *arg)
263 {
264     char *key, *value;
265     const char *opts = arg;
266     int ret = 0;
267     while (*opts) {
268         ret = av_opt_get_key_value(&opts, "=", ":", 0, &key, &value);
269         if (ret < 0)
270             return ret;
271         ret = av_opencl_set_option(key, value);
272         if (ret < 0)
273             return ret;
274         if (*opts)
275             opts++;
276     }
277     return ret;
278 }