vp9/decoder/vp9_dthread.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2014 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #include "./vpx_config.h"
  12
  13 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  14
  15 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  16
  17 #include "vp9/decoder/vp9_dthread.h"
  18 #include "vp9/decoder/vp9_onyxd.h"
  19
  20 #if CONFIG_MULTITHREAD
  21 static INLINE void mutex_lock(pthread_mutex_t *const mutex) {
  22   const int kMaxTryLocks = 4000;
  23   int locked = 0;
  24   int i;
  25
  26   for (i = 0; i < kMaxTryLocks; ++i) {
  27     if (!pthread_mutex_trylock(mutex)) {
  28       locked = 1;
  29       break;
  30     }
  31   }
  32
  33   if (!locked)
  34     pthread_mutex_lock(mutex);
  35 }
  36 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
  37
  38 static INLINE void sync_read(VP9LfSync *const lf_sync, int r, int c) {
  39 #if CONFIG_MULTITHREAD
  40   const int nsync = lf_sync->sync_range;
  41
  42   if (r && !(c & (nsync - 1))) {
  43     mutex_lock(&lf_sync->mutex_[r - 1]);
  44
  45     while (c > lf_sync->cur_sb_col[r - 1] - nsync) {
  46       pthread_cond_wait(&lf_sync->cond_[r - 1],
  47                         &lf_sync->mutex_[r - 1]);
  48     }
  49     pthread_mutex_unlock(&lf_sync->mutex_[r - 1]);
  50   }
  51 #else
  52   (void)lf_sync;
  53   (void)r;
  54   (void)c;
  55 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
  56 }
  57
  58 static INLINE void sync_write(VP9LfSync *const lf_sync, int r, int c,
  59                               const int sb_cols) {
  60 #if CONFIG_MULTITHREAD
  61   const int nsync = lf_sync->sync_range;
  62   int cur;
  63   // Only signal when there are enough filtered SB for next row to run.
  64   int sig = 1;
  65
  66   if (c < sb_cols - 1) {
  67     cur = c;
  68     if (c % nsync)
  69       sig = 0;
  70   } else {
  71     cur = sb_cols + nsync;
  72   }
  73
  74   if (sig) {
  75     mutex_lock(&lf_sync->mutex_[r]);
  76
  77     lf_sync->cur_sb_col[r] = cur;
  78
  79     pthread_cond_signal(&lf_sync->cond_[r]);
  80     pthread_mutex_unlock(&lf_sync->mutex_[r]);
  81   }
  82 #else
  83   (void)lf_sync;
  84   (void)r;
  85   (void)c;
  86   (void)sb_cols;
  87 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
  88 }
  89
  90 // Implement row loopfiltering for each thread.
  91 static void loop_filter_rows_mt(const YV12_BUFFER_CONFIG *const frame_buffer,
  92                                 VP9_COMMON *const cm, MACROBLOCKD *const xd,
  93                                 int start, int stop, int y_only,
  94                                 VP9LfSync *const lf_sync, int num_lf_workers) {
  95   const int num_planes = y_only ? 1 : MAX_MB_PLANE;
  96   int r, c;  // SB row and col
  97   LOOP_FILTER_MASK lfm;
  98   const int sb_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols) >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
  99
 100   for (r = start; r < stop; r += num_lf_workers) {
 101     const int mi_row = r << MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 102     MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + mi_row * cm->mode_info_stride;
 103
 104     for (c = 0; c < sb_cols; ++c) {
 105       const int mi_col = c << MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 106       int plane;
 107
 108       sync_read(lf_sync, r, c);
 109
 110       vp9_setup_dst_planes(xd, frame_buffer, mi_row, mi_col);
 111       vp9_setup_mask(cm, mi_row, mi_col, mi_8x8 + mi_col, cm->mode_info_stride,
 112                      &lfm);
 113
 114       for (plane = 0; plane < num_planes; ++plane) {
 115         vp9_filter_block_plane(cm, &xd->plane[plane], mi_row, &lfm);
 116       }
 117
 118       sync_write(lf_sync, r, c, sb_cols);
 119     }
 120   }
 121 }
 122
 123 // Row-based multi-threaded loopfilter hook
 124 static int loop_filter_row_worker(void *arg1, void *arg2) {
 125   TileWorkerData *const tile_data = (TileWorkerData*)arg1;
 126   LFWorkerData *const lf_data = &tile_data->lfdata;
 127
 128   loop_filter_rows_mt(lf_data->frame_buffer, lf_data->cm, &lf_data->xd,
 129                       lf_data->start, lf_data->stop, lf_data->y_only,
 130                       lf_data->lf_sync, lf_data->num_lf_workers);
 131   return 1;
 132 }
 133
 134 // VP9 decoder: Implement multi-threaded loopfilter that uses the tile
 135 // threads.
 136 void vp9_loop_filter_frame_mt(VP9D_COMP *pbi,
 137                               VP9_COMMON *cm,
 138                               MACROBLOCKD *xd,
 139                               int frame_filter_level,
 140                               int y_only, int partial_frame) {
 141   // Number of superblock rows and cols
 142   const int sb_rows = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_rows) >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 143   int i;
 144
 145   // Allocate memory used in thread synchronization.
 146   // This always needs to be done even if frame_filter_level is 0.
 147   if (!cm->current_video_frame || cm->last_height != cm->height) {
 148     VP9LfSync *const lf_sync = &pbi->lf_row_sync;
 149
 150     if (cm->last_height != cm->height) {
 151       const int aligned_last_height =
 152           ALIGN_POWER_OF_TWO(cm->last_height, MI_SIZE_LOG2);
 153       const int last_sb_rows =
 154           mi_cols_aligned_to_sb(aligned_last_height >> MI_SIZE_LOG2) >>
 155           MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 156
 157       vp9_loop_filter_dealloc(lf_sync, last_sb_rows);
 158     }
 159
 160     vp9_loop_filter_alloc(cm, lf_sync, sb_rows, cm->width);
 161   }
 162
 163   if (!frame_filter_level) return;
 164
 165   vp9_loop_filter_frame_init(cm, frame_filter_level);
 166
 167   // Initialize cur_sb_col to -1 for all SB rows.
 168   vpx_memset(pbi->lf_row_sync.cur_sb_col, -1,
 169              sizeof(*pbi->lf_row_sync.cur_sb_col) * sb_rows);
 170
 171   // Set up loopfilter thread data.
 172   for (i = 0; i < pbi->num_tile_workers; ++i) {
 173     VP9Worker *const worker = &pbi->tile_workers[i];
 174     TileWorkerData *const tile_data = (TileWorkerData*)worker->data1;
 175     LFWorkerData *const lf_data = &tile_data->lfdata;
 176
 177     worker->hook = (VP9WorkerHook)loop_filter_row_worker;
 178
 179     // Loopfilter data
 180     lf_data->frame_buffer = get_frame_new_buffer(cm);
 181     lf_data->cm = cm;
 182     lf_data->xd = pbi->mb;
 183     lf_data->start = i;
 184     lf_data->stop = sb_rows;
 185     lf_data->y_only = y_only;   // always do all planes in decoder
 186
 187     lf_data->lf_sync = &pbi->lf_row_sync;
 188     lf_data->num_lf_workers = pbi->num_tile_workers;
 189
 190     // Start loopfiltering
 191     if (i == pbi->num_tile_workers - 1) {
 192       vp9_worker_execute(worker);
 193     } else {
 194       vp9_worker_launch(worker);
 195     }
 196   }
 197
 198   // Wait till all rows are finished
 199   for (i = 0; i < pbi->num_tile_workers; ++i) {
 200     vp9_worker_sync(&pbi->tile_workers[i]);
 201   }
 202 }
 203
 204 // Set up nsync by width.
 205 static int get_sync_range(int width) {
 206   // nsync numbers are picked by testing. For example, for 4k
 207   // video, using 4 gives best performance.
 208   if (width < 640)
 209     return 1;
 210   else if (width <= 1280)
 211     return 2;
 212   else if (width <= 4096)
 213     return 4;
 214   else
 215     return 8;
 216 }
 217
 218 // Allocate memory for lf row synchronization
 219 void vp9_loop_filter_alloc(VP9_COMMON *cm, VP9LfSync *lf_sync, int rows,
 220                            int width) {
 221 #if CONFIG_MULTITHREAD
 222   int i;
 223
 224   CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->mutex_,
 225                   vpx_malloc(sizeof(*lf_sync->mutex_) * rows));
 226   for (i = 0; i < rows; ++i) {
 227     pthread_mutex_init(&lf_sync->mutex_[i], NULL);
 228   }
 229
 230   CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->cond_,
 231                   vpx_malloc(sizeof(*lf_sync->cond_) * rows));
 232   for (i = 0; i < rows; ++i) {
 233     pthread_cond_init(&lf_sync->cond_[i], NULL);
 234   }
 235 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
 236
 237   CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->cur_sb_col,
 238                   vpx_malloc(sizeof(*lf_sync->cur_sb_col) * rows));
 239
 240   // Set up nsync.
 241   lf_sync->sync_range = get_sync_range(width);
 242 }
 243
 244 // Deallocate lf synchronization related mutex and data
 245 void vp9_loop_filter_dealloc(VP9LfSync *lf_sync, int rows) {
 246 #if CONFIG_MULTITHREAD
 247   if (lf_sync != NULL) {
 248     int i;
 249
 250     if (lf_sync->mutex_ != NULL) {
 251       for (i = 0; i < rows; ++i) {
 252         pthread_mutex_destroy(&lf_sync->mutex_[i]);
 253       }
 254       vpx_free(lf_sync->mutex_);
 255     }
 256     if (lf_sync->cond_ != NULL) {
 257       for (i = 0; i < rows; ++i) {
 258         pthread_cond_destroy(&lf_sync->cond_[i]);
 259       }
 260       vpx_free(lf_sync->cond_);
 261     }
 262
 263     vpx_free(lf_sync->cur_sb_col);
 264     // clear the structure as the source of this call may be a resize in which
 265     // case this call will be followed by an _alloc() which may fail.
 266     vpx_memset(lf_sync, 0, sizeof(*lf_sync));
 267   }
 268 #else
 269   (void)rows;
 270   if (lf_sync != NULL) {
 271     vpx_free(lf_sync->cur_sb_col);
 272     vpx_memset(lf_sync, 0, sizeof(*lf_sync));
 273   }
 274 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
 275 }