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