granicus.if.org Git - libvpx/blob - vp10/common/thread_common.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 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  13 #include "vp10/common/entropymode.h"
  14 #include "vp10/common/thread_common.h"
  15 #include "vp10/common/reconinter.h"
  16 #include "vp10/common/loopfilter.h"
  17
  18 #if CONFIG_MULTITHREAD
  19 static INLINE void mutex_lock(pthread_mutex_t *const mutex) {
  20   const int kMaxTryLocks = 4000;
  21   int locked = 0;
  22   int i;
  23
  24   for (i = 0; i < kMaxTryLocks; ++i) {
  25     if (!pthread_mutex_trylock(mutex)) {
  26       locked = 1;
  27       break;
  28     }
  29   }
  30
  31   if (!locked)
  32     pthread_mutex_lock(mutex);
  33 }
  34 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
  35
  36 static INLINE void sync_read(VP9LfSync *const lf_sync, int r, int c) {
  37 #if CONFIG_MULTITHREAD
  38   const int nsync = lf_sync->sync_range;
  39
  40   if (r && !(c & (nsync - 1))) {
  41     pthread_mutex_t *const mutex = &lf_sync->mutex_[r - 1];
  42     mutex_lock(mutex);
  43
  44     while (c > lf_sync->cur_sb_col[r - 1] - nsync) {
  45       pthread_cond_wait(&lf_sync->cond_[r - 1], mutex);
  46     }
  47     pthread_mutex_unlock(mutex);
  48   }
  49 #else
  50   (void)lf_sync;
  51   (void)r;
  52   (void)c;
  53 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
  54 }
  55
  56 static INLINE void sync_write(VP9LfSync *const lf_sync, int r, int c,
  57                               const int sb_cols) {
  58 #if CONFIG_MULTITHREAD
  59   const int nsync = lf_sync->sync_range;
  60   int cur;
  61   // Only signal when there are enough filtered SB for next row to run.
  62   int sig = 1;
  63
  64   if (c < sb_cols - 1) {
  65     cur = c;
  66     if (c % nsync)
  67       sig = 0;
  68   } else {
  69     cur = sb_cols + nsync;
  70   }
  71
  72   if (sig) {
  73     mutex_lock(&lf_sync->mutex_[r]);
  74
  75     lf_sync->cur_sb_col[r] = cur;
  76
  77     pthread_cond_signal(&lf_sync->cond_[r]);
  78     pthread_mutex_unlock(&lf_sync->mutex_[r]);
  79   }
  80 #else
  81   (void)lf_sync;
  82   (void)r;
  83   (void)c;
  84   (void)sb_cols;
  85 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
  86 }
  87
  88 // Implement row loopfiltering for each thread.
  89 static INLINE
  90 void thread_loop_filter_rows(const YV12_BUFFER_CONFIG *const frame_buffer,
  91                              VP10_COMMON *const cm,
  92                              struct macroblockd_plane planes[MAX_MB_PLANE],
  93                              int start, int stop, int y_only,
  94                              VP9LfSync *const lf_sync) {
  95   const int num_planes = y_only ? 1 : MAX_MB_PLANE;
  96   const int sb_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols) >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
  97   int mi_row, mi_col;
  98   enum lf_path path;
  99   if (y_only)
 100     path = LF_PATH_444;
 101   else if (planes[1].subsampling_y == 1 && planes[1].subsampling_x == 1)
 102     path = LF_PATH_420;
 103   else if (planes[1].subsampling_y == 0 && planes[1].subsampling_x == 0)
 104     path = LF_PATH_444;
 105   else
 106     path = LF_PATH_SLOW;
 107
 108   for (mi_row = start; mi_row < stop;
 109        mi_row += lf_sync->num_workers * MI_BLOCK_SIZE) {
 110     MODE_INFO **const mi = cm->mi_grid_visible + mi_row * cm->mi_stride;
 111
 112     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
 113       const int r = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 114       const int c = mi_col >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 115       LOOP_FILTER_MASK lfm;
 116       int plane;
 117
 118       sync_read(lf_sync, r, c);
 119
 120       vp10_setup_dst_planes(planes, frame_buffer, mi_row, mi_col);
 121
 122       // TODO(JBB): Make setup_mask work for non 420.
 123       vp10_setup_mask(cm, mi_row, mi_col, mi + mi_col, cm->mi_stride,
 124                      &lfm);
 125
 126       vp10_filter_block_plane_ss00(cm, &planes[0], mi_row, &lfm);
 127       for (plane = 1; plane < num_planes; ++plane) {
 128         switch (path) {
 129           case LF_PATH_420:
 130             vp10_filter_block_plane_ss11(cm, &planes[plane], mi_row, &lfm);
 131             break;
 132           case LF_PATH_444:
 133             vp10_filter_block_plane_ss00(cm, &planes[plane], mi_row, &lfm);
 134             break;
 135           case LF_PATH_SLOW:
 136             vp10_filter_block_plane_non420(cm, &planes[plane], mi + mi_col,
 137                                           mi_row, mi_col);
 138             break;
 139         }
 140       }
 141
 142       sync_write(lf_sync, r, c, sb_cols);
 143     }
 144   }
 145 }
 146
 147 // Row-based multi-threaded loopfilter hook
 148 static int loop_filter_row_worker(VP9LfSync *const lf_sync,
 149                                   LFWorkerData *const lf_data) {
 150   thread_loop_filter_rows(lf_data->frame_buffer, lf_data->cm, lf_data->planes,
 151                           lf_data->start, lf_data->stop, lf_data->y_only,
 152                           lf_sync);
 153   return 1;
 154 }
 155
 156 static void loop_filter_rows_mt(YV12_BUFFER_CONFIG *frame,
 157                                 VP10_COMMON *cm,
 158                                 struct macroblockd_plane planes[MAX_MB_PLANE],
 159                                 int start, int stop, int y_only,
 160                                 VPxWorker *workers, int nworkers,
 161                                 VP9LfSync *lf_sync) {
 162   const VPxWorkerInterface *const winterface = vpx_get_worker_interface();
 163   // Number of superblock rows and cols
 164   const int sb_rows = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_rows) >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
 165   // Decoder may allocate more threads than number of tiles based on user's
 166   // input.
 167   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
 168   const int num_workers = MIN(nworkers, tile_cols);
 169   int i;
 170
 171   if (!lf_sync->sync_range || sb_rows != lf_sync->rows ||
 172       num_workers > lf_sync->num_workers) {
 173     vp10_loop_filter_dealloc(lf_sync);
 174     vp10_loop_filter_alloc(lf_sync, cm, sb_rows, cm->width, num_workers);
 175   }
 176
 177   // Initialize cur_sb_col to -1 for all SB rows.
 178   memset(lf_sync->cur_sb_col, -1, sizeof(*lf_sync->cur_sb_col) * sb_rows);
 179
 180   // Set up loopfilter thread data.
 181   // The decoder is capping num_workers because it has been observed that using
 182   // more threads on the loopfilter than there are cores will hurt performance
 183   // on Android. This is because the system will only schedule the tile decode
 184   // workers on cores equal to the number of tile columns. Then if the decoder
 185   // tries to use more threads for the loopfilter, it will hurt performance
 186   // because of contention. If the multithreading code changes in the future
 187   // then the number of workers used by the loopfilter should be revisited.
 188   for (i = 0; i < num_workers; ++i) {
 189     VPxWorker *const worker = &workers[i];
 190     LFWorkerData *const lf_data = &lf_sync->lfdata[i];
 191
 192     worker->hook = (VPxWorkerHook)loop_filter_row_worker;
 193     worker->data1 = lf_sync;
 194     worker->data2 = lf_data;
 195
 196     // Loopfilter data
 197     vp10_loop_filter_data_reset(lf_data, frame, cm, planes);
 198     lf_data->start = start + i * MI_BLOCK_SIZE;
 199     lf_data->stop = stop;
 200     lf_data->y_only = y_only;
 201
 202     // Start loopfiltering
 203     if (i == num_workers - 1) {
 204       winterface->execute(worker);
 205     } else {
 206       winterface->launch(worker);
 207     }
 208   }
 209
 210   // Wait till all rows are finished
 211   for (i = 0; i < num_workers; ++i) {
 212     winterface->sync(&workers[i]);
 213   }
 214 }
 215
 216 void vp10_loop_filter_frame_mt(YV12_BUFFER_CONFIG *frame,
 217                               VP10_COMMON *cm,
 218                               struct macroblockd_plane planes[MAX_MB_PLANE],
 219                               int frame_filter_level,
 220                               int y_only, int partial_frame,
 221                               VPxWorker *workers, int num_workers,
 222                               VP9LfSync *lf_sync) {
 223   int start_mi_row, end_mi_row, mi_rows_to_filter;
 224
 225   if (!frame_filter_level) return;
 226
 227   start_mi_row = 0;
 228   mi_rows_to_filter = cm->mi_rows;
 229   if (partial_frame && cm->mi_rows > 8) {
 230     start_mi_row = cm->mi_rows >> 1;
 231     start_mi_row &= 0xfffffff8;
 232     mi_rows_to_filter = MAX(cm->mi_rows / 8, 8);
 233   }
 234   end_mi_row = start_mi_row + mi_rows_to_filter;
 235   vp10_loop_filter_frame_init(cm, frame_filter_level);
 236
 237   loop_filter_rows_mt(frame, cm, planes, start_mi_row, end_mi_row,
 238                       y_only, workers, num_workers, lf_sync);
 239 }
 240
 241 // Set up nsync by width.
 242 static INLINE int get_sync_range(int width) {
 243   // nsync numbers are picked by testing. For example, for 4k
 244   // video, using 4 gives best performance.
 245   if (width < 640)
 246     return 1;
 247   else if (width <= 1280)
 248     return 2;
 249   else if (width <= 4096)
 250     return 4;
 251   else
 252     return 8;
 253 }
 254
 255 // Allocate memory for lf row synchronization
 256 void vp10_loop_filter_alloc(VP9LfSync *lf_sync, VP10_COMMON *cm, int rows,
 257                            int width, int num_workers) {
 258   lf_sync->rows = rows;
 259 #if CONFIG_MULTITHREAD
 260   {
 261     int i;
 262
 263     CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->mutex_,
 264                     vpx_malloc(sizeof(*lf_sync->mutex_) * rows));
 265     if (lf_sync->mutex_) {
 266       for (i = 0; i < rows; ++i) {
 267         pthread_mutex_init(&lf_sync->mutex_[i], NULL);
 268       }
 269     }
 270
 271     CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->cond_,
 272                     vpx_malloc(sizeof(*lf_sync->cond_) * rows));
 273     if (lf_sync->cond_) {
 274       for (i = 0; i < rows; ++i) {
 275         pthread_cond_init(&lf_sync->cond_[i], NULL);
 276       }
 277     }
 278   }
 279 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
 280
 281   CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->lfdata,
 282                   vpx_malloc(num_workers * sizeof(*lf_sync->lfdata)));
 283   lf_sync->num_workers = num_workers;
 284
 285   CHECK_MEM_ERROR(cm, lf_sync->cur_sb_col,
 286                   vpx_malloc(sizeof(*lf_sync->cur_sb_col) * rows));
 287
 288   // Set up nsync.
 289   lf_sync->sync_range = get_sync_range(width);
 290 }
 291
 292 // Deallocate lf synchronization related mutex and data
 293 void vp10_loop_filter_dealloc(VP9LfSync *lf_sync) {
 294   if (lf_sync != NULL) {
 295 #if CONFIG_MULTITHREAD
 296     int i;
 297
 298     if (lf_sync->mutex_ != NULL) {
 299       for (i = 0; i < lf_sync->rows; ++i) {
 300         pthread_mutex_destroy(&lf_sync->mutex_[i]);
 301       }
 302       vpx_free(lf_sync->mutex_);
 303     }
 304     if (lf_sync->cond_ != NULL) {
 305       for (i = 0; i < lf_sync->rows; ++i) {
 306         pthread_cond_destroy(&lf_sync->cond_[i]);
 307       }
 308       vpx_free(lf_sync->cond_);
 309     }
 310 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
 311     vpx_free(lf_sync->lfdata);
 312     vpx_free(lf_sync->cur_sb_col);
 313     // clear the structure as the source of this call may be a resize in which
 314     // case this call will be followed by an _alloc() which may fail.
 315     vp10_zero(*lf_sync);
 316   }
 317 }
 318
 319 // Accumulate frame counts.
 320 void vp10_accumulate_frame_counts(VP10_COMMON *cm, FRAME_COUNTS *counts,
 321                                  int is_dec) {
 322   int i, j, k, l, m;
 323
 324   for (i = 0; i < BLOCK_SIZE_GROUPS; i++)
 325     for (j = 0; j < INTRA_MODES; j++)
 326       cm->counts.y_mode[i][j] += counts->y_mode[i][j];
 327
 328   for (i = 0; i < INTRA_MODES; i++)
 329     for (j = 0; j < INTRA_MODES; j++)
 330       cm->counts.uv_mode[i][j] += counts->uv_mode[i][j];
 331
 332   for (i = 0; i < PARTITION_CONTEXTS; i++)
 333     for (j = 0; j < PARTITION_TYPES; j++)
 334       cm->counts.partition[i][j] += counts->partition[i][j];
 335
 336   if (is_dec) {
 337     int n;
 338     for (i = 0; i < TX_SIZES; i++)
 339       for (j = 0; j < PLANE_TYPES; j++)
 340         for (k = 0; k < REF_TYPES; k++)
 341           for (l = 0; l < COEF_BANDS; l++)
 342             for (m = 0; m < COEFF_CONTEXTS; m++) {
 343               cm->counts.eob_branch[i][j][k][l][m] +=
 344                   counts->eob_branch[i][j][k][l][m];
 345               for (n = 0; n < UNCONSTRAINED_NODES + 1; n++)
 346                 cm->counts.coef[i][j][k][l][m][n] +=
 347                     counts->coef[i][j][k][l][m][n];
 348             }
 349   } else {
 350     for (i = 0; i < TX_SIZES; i++)
 351       for (j = 0; j < PLANE_TYPES; j++)
 352         for (k = 0; k < REF_TYPES; k++)
 353           for (l = 0; l < COEF_BANDS; l++)
 354             for (m = 0; m < COEFF_CONTEXTS; m++)
 355               cm->counts.eob_branch[i][j][k][l][m] +=
 356                   counts->eob_branch[i][j][k][l][m];
 357                 // In the encoder, cm->counts.coef is only updated at frame
 358                 // level, so not need to accumulate it here.
 359                 // for (n = 0; n < UNCONSTRAINED_NODES + 1; n++)
 360                 //   cm->counts.coef[i][j][k][l][m][n] +=
 361                 //       counts->coef[i][j][k][l][m][n];
 362   }
 363
 364   for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; i++)
 365     for (j = 0; j < SWITCHABLE_FILTERS; j++)
 366       cm->counts.switchable_interp[i][j] += counts->switchable_interp[i][j];
 367
 368   for (i = 0; i < INTER_MODE_CONTEXTS; i++)
 369     for (j = 0; j < INTER_MODES; j++)
 370       cm->counts.inter_mode[i][j] += counts->inter_mode[i][j];
 371
 372   for (i = 0; i < INTRA_INTER_CONTEXTS; i++)
 373     for (j = 0; j < 2; j++)
 374       cm->counts.intra_inter[i][j] += counts->intra_inter[i][j];
 375
 376   for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++)
 377     for (j = 0; j < 2; j++)
 378       cm->counts.comp_inter[i][j] += counts->comp_inter[i][j];
 379
 380   for (i = 0; i < REF_CONTEXTS; i++)
 381     for (j = 0; j < 2; j++)
 382       for (k = 0; k < 2; k++)
 383       cm->counts.single_ref[i][j][k] += counts->single_ref[i][j][k];
 384
 385   for (i = 0; i < REF_CONTEXTS; i++)
 386     for (j = 0; j < 2; j++)
 387       cm->counts.comp_ref[i][j] += counts->comp_ref[i][j];
 388
 389   for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; i++) {
 390     for (j = 0; j < TX_SIZES; j++)
 391       cm->counts.tx.p32x32[i][j] += counts->tx.p32x32[i][j];
 392
 393     for (j = 0; j < TX_SIZES - 1; j++)
 394       cm->counts.tx.p16x16[i][j] += counts->tx.p16x16[i][j];
 395
 396     for (j = 0; j < TX_SIZES - 2; j++)
 397       cm->counts.tx.p8x8[i][j] += counts->tx.p8x8[i][j];
 398   }
 399
 400   for (i = 0; i < TX_SIZES; i++)
 401     cm->counts.tx.tx_totals[i] += counts->tx.tx_totals[i];
 402
 403   for (i = 0; i < SKIP_CONTEXTS; i++)
 404     for (j = 0; j < 2; j++)
 405       cm->counts.skip[i][j] += counts->skip[i][j];
 406
 407   for (i = 0; i < MV_JOINTS; i++)
 408     cm->counts.mv.joints[i] += counts->mv.joints[i];
 409
 410   for (k = 0; k < 2; k++) {
 411     nmv_component_counts *comps = &cm->counts.mv.comps[k];
 412     nmv_component_counts *comps_t = &counts->mv.comps[k];
 413
 414     for (i = 0; i < 2; i++) {
 415       comps->sign[i] += comps_t->sign[i];
 416       comps->class0_hp[i] += comps_t->class0_hp[i];
 417       comps->hp[i] += comps_t->hp[i];
 418     }
 419
 420     for (i = 0; i < MV_CLASSES; i++)
 421       comps->classes[i] += comps_t->classes[i];
 422
 423     for (i = 0; i < CLASS0_SIZE; i++) {
 424       comps->class0[i] += comps_t->class0[i];
 425       for (j = 0; j < MV_FP_SIZE; j++)
 426         comps->class0_fp[i][j] += comps_t->class0_fp[i][j];
 427     }
 428
 429     for (i = 0; i < MV_OFFSET_BITS; i++)
 430       for (j = 0; j < 2; j++)
 431         comps->bits[i][j] += comps_t->bits[i][j];
 432
 433     for (i = 0; i < MV_FP_SIZE; i++)
 434       comps->fp[i] += comps_t->fp[i];
 435   }
 436 }