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