This commit adds a fast avgblur Vulkan filter. This will reset Intel GPUs on Linux due to a known, two-year-old driver bug (!834 on mesa's gitlab).pull/343/head
Lynne
6 years ago
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7bb443137c
commit
a2db7343e0
4 changed files with 409 additions and 0 deletions
@ -0,0 +1,406 @@ |
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/*
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* This file is part of FFmpeg. |
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* FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or |
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* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public |
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* License as published by the Free Software Foundation; either |
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* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. |
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* FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful, |
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* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of |
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* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU |
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* Lesser General Public License for more details. |
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* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public |
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* License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software |
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* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA |
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*/ |
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#include "libavutil/opt.h" |
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#include "vulkan.h" |
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#include "internal.h" |
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#define CGS 32 |
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typedef struct AvgBlurVulkanContext { |
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VulkanFilterContext vkctx; |
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int initialized; |
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FFVkExecContext *exec; |
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VulkanPipeline *pl_hor; |
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VulkanPipeline *pl_ver; |
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/* Shader updators, must be in the main filter struct */ |
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VkDescriptorImageInfo input_images[3]; |
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VkDescriptorImageInfo tmp_images[3]; |
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VkDescriptorImageInfo output_images[3]; |
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int size_x; |
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int size_y; |
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int planes; |
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} AvgBlurVulkanContext; |
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static const char blur_kernel[] = { |
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C(0, shared vec4 cache[DIR(gl_WorkGroupSize) + FILTER_RADIUS*2 + 1]; ) |
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C(0, ) |
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C(0, void distort(const ivec2 pos, const int idx) ) |
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C(0, { ) |
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C(1, const uint cp = DIR(gl_LocalInvocationID) + FILTER_RADIUS; ) |
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C(0, ) |
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C(1, cache[cp] = texture(input_img[idx], pos); ) |
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C(0, ) |
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C(1, const ivec2 loc_l = pos - INC(FILTER_RADIUS); ) |
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C(1, cache[cp - FILTER_RADIUS] = texture(input_img[idx], loc_l); ) |
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C(0, ) |
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C(1, const ivec2 loc_h = pos + INC(DIR(gl_WorkGroupSize)); ) |
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C(1, cache[cp + DIR(gl_WorkGroupSize)] = texture(input_img[idx], loc_h); ) |
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|
C(0, ) |
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C(1, barrier(); ) |
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|
C(0, ) |
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|
C(1, vec4 sum = vec4(0); ) |
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|
C(1, for (int p = -FILTER_RADIUS; p <= FILTER_RADIUS; p++) ) |
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|
C(2, sum += cache[cp + p]; ) |
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|
C(0, ) |
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|
C(1, sum /= vec4(FILTER_RADIUS*2 + 1); ) |
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|
C(1, imageStore(output_img[idx], pos, sum); ) |
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|
C(0, } ) |
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}; |
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static av_cold int init_filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *in) |
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{ |
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int err; |
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SPIRVShader *shd; |
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AvgBlurVulkanContext *s = ctx->priv; |
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const int planes = av_pix_fmt_count_planes(s->vkctx.output_format); |
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VkSampler *sampler = ff_vk_init_sampler(ctx, 1, VK_FILTER_LINEAR); |
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|
VulkanDescriptorSetBinding desc_i[2] = { |
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{ |
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.name = "input_img", |
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.type = VK_DESCRIPTOR_TYPE_COMBINED_IMAGE_SAMPLER, |
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|
.dimensions = 2, |
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|
.elems = planes, |
||||||
|
.stages = VK_SHADER_STAGE_COMPUTE_BIT, |
||||||
|
.samplers = DUP_SAMPLER_ARRAY4(*sampler), |
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|
}, |
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|
{ |
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|
.name = "output_img", |
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|
.type = VK_DESCRIPTOR_TYPE_STORAGE_IMAGE, |
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|
.mem_layout = ff_vk_shader_rep_fmt(s->vkctx.output_format), |
||||||
|
.mem_quali = "writeonly", |
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|
.dimensions = 2, |
||||||
|
.elems = planes, |
||||||
|
.stages = VK_SHADER_STAGE_COMPUTE_BIT, |
||||||
|
}, |
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|
}; |
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|
|
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|
if (!sampler) |
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return AVERROR_EXTERNAL; |
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{ /* Create shader for the horizontal pass */ |
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|
desc_i[0].updater = s->input_images; |
||||||
|
desc_i[1].updater = s->tmp_images; |
||||||
|
|
||||||
|
s->pl_hor = ff_vk_create_pipeline(ctx); |
||||||
|
if (!s->pl_hor) |
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|
return AVERROR(ENOMEM); |
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|
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|
shd = ff_vk_init_shader(ctx, s->pl_hor, "avgblur_compute_hor", |
||||||
|
VK_SHADER_STAGE_COMPUTE_BIT); |
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|
|
||||||
|
ff_vk_set_compute_shader_sizes(ctx, shd, (int [3]){ CGS, 1, 1 }); |
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|
RET(ff_vk_add_descriptor_set(ctx, s->pl_hor, shd, desc_i, 2, 0)); |
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|
|
||||||
|
GLSLF(0, #define FILTER_RADIUS (%i) ,s->size_x - 1); |
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|
GLSLC(0, #define INC(x) (ivec2(x, 0)) ); |
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|
GLSLC(0, #define DIR(var) (var.x) ); |
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|
GLSLD( blur_kernel ); |
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|
GLSLC(0, void main() ); |
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|
GLSLC(0, { ); |
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|
GLSLC(1, ivec2 size; ); |
||||||
|
GLSLC(1, const ivec2 pos = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy); ); |
||||||
|
for (int i = 0; i < planes; i++) { |
||||||
|
GLSLC(0, ); |
||||||
|
GLSLF(1, size = imageSize(output_img[%i]); ,i); |
||||||
|
GLSLC(1, if (IS_WITHIN(pos, size)) { ); |
||||||
|
if (s->planes & (1 << i)) { |
||||||
|
GLSLF(2, distort(pos, %i); ,i); |
||||||
|
} else { |
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|
GLSLF(2, vec4 res = texture(input_img[%i], pos); ,i); |
||||||
|
GLSLF(2, imageStore(output_img[%i], pos, res); ,i); |
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|
} |
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|
GLSLC(1, } ); |
||||||
|
} |
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|
GLSLC(0, } ); |
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|
|
||||||
|
RET(ff_vk_compile_shader(ctx, shd, "main")); |
||||||
|
|
||||||
|
RET(ff_vk_init_pipeline_layout(ctx, s->pl_hor)); |
||||||
|
RET(ff_vk_init_compute_pipeline(ctx, s->pl_hor)); |
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|
} |
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{ /* Create shader for the vertical pass */ |
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desc_i[0].updater = s->tmp_images; |
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|
desc_i[1].updater = s->output_images; |
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|
s->pl_ver = ff_vk_create_pipeline(ctx); |
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if (!s->pl_ver) |
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return AVERROR(ENOMEM); |
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|
shd = ff_vk_init_shader(ctx, s->pl_ver, "avgblur_compute_ver", |
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|
VK_SHADER_STAGE_COMPUTE_BIT); |
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ff_vk_set_compute_shader_sizes(ctx, shd, (int [3]){ 1, CGS, 1 }); |
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|
RET(ff_vk_add_descriptor_set(ctx, s->pl_ver, shd, desc_i, 2, 0)); |
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|
GLSLF(0, #define FILTER_RADIUS (%i) ,s->size_y - 1); |
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|
GLSLC(0, #define INC(x) (ivec2(0, x)) ); |
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|
GLSLC(0, #define DIR(var) (var.y) ); |
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|
GLSLD( blur_kernel ); |
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|
GLSLC(0, void main() ); |
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|
GLSLC(0, { ); |
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|
GLSLC(1, ivec2 size; ); |
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|
GLSLC(1, const ivec2 pos = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy); ); |
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|
for (int i = 0; i < planes; i++) { |
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|
GLSLC(0, ); |
||||||
|
GLSLF(1, size = imageSize(output_img[%i]); ,i); |
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|
GLSLC(1, if (IS_WITHIN(pos, size)) { ); |
||||||
|
if (s->planes & (1 << i)) { |
||||||
|
GLSLF(2, distort(pos, %i); ,i); |
||||||
|
} else { |
||||||
|
GLSLF(2, vec4 res = texture(input_img[%i], pos); ,i); |
||||||
|
GLSLF(2, imageStore(output_img[%i], pos, res); ,i); |
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|
} |
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|
GLSLC(1, } ); |
||||||
|
} |
||||||
|
GLSLC(0, } ); |
||||||
|
|
||||||
|
RET(ff_vk_compile_shader(ctx, shd, "main")); |
||||||
|
|
||||||
|
RET(ff_vk_init_pipeline_layout(ctx, s->pl_ver)); |
||||||
|
RET(ff_vk_init_compute_pipeline(ctx, s->pl_ver)); |
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|
} |
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/* Execution context */ |
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RET(ff_vk_create_exec_ctx(ctx, &s->exec, |
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|
s->vkctx.hwctx->queue_family_comp_index)); |
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s->initialized = 1; |
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return 0; |
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fail: |
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return err; |
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} |
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static int process_frames(AVFilterContext *avctx, AVFrame *out_f, AVFrame *tmp_f, AVFrame *in_f) |
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{ |
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int err; |
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|
AvgBlurVulkanContext *s = avctx->priv; |
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|
AVVkFrame *in = (AVVkFrame *)in_f->data[0]; |
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|
AVVkFrame *tmp = (AVVkFrame *)tmp_f->data[0]; |
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|
AVVkFrame *out = (AVVkFrame *)out_f->data[0]; |
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int planes = av_pix_fmt_count_planes(s->vkctx.output_format); |
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|
for (int i = 0; i < planes; i++) { |
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|
RET(ff_vk_create_imageview(avctx, &s->input_images[i].imageView, in->img[i], |
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|
av_vkfmt_from_pixfmt(s->vkctx.input_format)[i], |
||||||
|
ff_comp_identity_map)); |
||||||
|
|
||||||
|
RET(ff_vk_create_imageview(avctx, &s->tmp_images[i].imageView, tmp->img[i], |
||||||
|
av_vkfmt_from_pixfmt(s->vkctx.output_format)[i], |
||||||
|
ff_comp_identity_map)); |
||||||
|
|
||||||
|
RET(ff_vk_create_imageview(avctx, &s->output_images[i].imageView, out->img[i], |
||||||
|
av_vkfmt_from_pixfmt(s->vkctx.output_format)[i], |
||||||
|
ff_comp_identity_map)); |
||||||
|
|
||||||
|
s->input_images[i].imageLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL; |
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|
s->tmp_images[i].imageLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL; |
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|
s->output_images[i].imageLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL; |
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|
} |
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|
ff_vk_update_descriptor_set(avctx, s->pl_hor, 0); |
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|
ff_vk_update_descriptor_set(avctx, s->pl_ver, 0); |
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|
ff_vk_start_exec_recording(avctx, s->exec); |
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for (int i = 0; i < planes; i++) { |
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|
VkImageMemoryBarrier bar[] = { |
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{ |
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|
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER, |
||||||
|
.srcAccessMask = 0, |
||||||
|
.dstAccessMask = VK_ACCESS_SHADER_READ_BIT, |
||||||
|
.oldLayout = in->layout[i], |
||||||
|
.newLayout = s->input_images[i].imageLayout, |
||||||
|
.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED, |
||||||
|
.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED, |
||||||
|
.image = in->img[i], |
||||||
|
.subresourceRange.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT, |
||||||
|
.subresourceRange.levelCount = 1, |
||||||
|
.subresourceRange.layerCount = 1, |
||||||
|
}, |
||||||
|
{ |
||||||
|
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER, |
||||||
|
.srcAccessMask = 0, |
||||||
|
.dstAccessMask = VK_ACCESS_SHADER_WRITE_BIT | VK_ACCESS_SHADER_READ_BIT, |
||||||
|
.oldLayout = tmp->layout[i], |
||||||
|
.newLayout = s->tmp_images[i].imageLayout, |
||||||
|
.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED, |
||||||
|
.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED, |
||||||
|
.image = tmp->img[i], |
||||||
|
.subresourceRange.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT, |
||||||
|
.subresourceRange.levelCount = 1, |
||||||
|
.subresourceRange.layerCount = 1, |
||||||
|
}, |
||||||
|
{ |
||||||
|
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER, |
||||||
|
.srcAccessMask = 0, |
||||||
|
.dstAccessMask = VK_ACCESS_SHADER_WRITE_BIT, |
||||||
|
.oldLayout = out->layout[i], |
||||||
|
.newLayout = s->output_images[i].imageLayout, |
||||||
|
.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED, |
||||||
|
.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED, |
||||||
|
.image = out->img[i], |
||||||
|
.subresourceRange.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT, |
||||||
|
.subresourceRange.levelCount = 1, |
||||||
|
.subresourceRange.layerCount = 1, |
||||||
|
}, |
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|
}; |
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|
|
||||||
|
vkCmdPipelineBarrier(s->exec->buf, VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT, |
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|
VK_PIPELINE_STAGE_COMPUTE_SHADER_BIT, 0, |
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|
0, NULL, 0, NULL, FF_ARRAY_ELEMS(bar), bar); |
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|
|
||||||
|
in->layout[i] = bar[0].newLayout; |
||||||
|
in->access[i] = bar[0].dstAccessMask; |
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|
|
||||||
|
tmp->layout[i] = bar[1].newLayout; |
||||||
|
tmp->access[i] = bar[1].dstAccessMask; |
||||||
|
|
||||||
|
out->layout[i] = bar[2].newLayout; |
||||||
|
out->access[i] = bar[2].dstAccessMask; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
ff_vk_bind_pipeline_exec(avctx, s->exec, s->pl_hor); |
||||||
|
|
||||||
|
vkCmdDispatch(s->exec->buf, FFALIGN(s->vkctx.output_width, CGS)/CGS, |
||||||
|
s->vkctx.output_height, 1); |
||||||
|
|
||||||
|
ff_vk_bind_pipeline_exec(avctx, s->exec, s->pl_ver); |
||||||
|
|
||||||
|
vkCmdDispatch(s->exec->buf, s->vkctx.output_width, |
||||||
|
FFALIGN(s->vkctx.output_height, CGS)/CGS, 1); |
||||||
|
|
||||||
|
ff_vk_add_exec_dep(avctx, s->exec, in_f, VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT); |
||||||
|
ff_vk_add_exec_dep(avctx, s->exec, out_f, VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT); |
||||||
|
|
||||||
|
err = ff_vk_submit_exec_queue(avctx, s->exec); |
||||||
|
if (err) |
||||||
|
return err; |
||||||
|
|
||||||
|
fail: |
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < planes; i++) { |
||||||
|
ff_vk_destroy_imageview(avctx, &s->input_images[i].imageView); |
||||||
|
ff_vk_destroy_imageview(avctx, &s->tmp_images[i].imageView); |
||||||
|
ff_vk_destroy_imageview(avctx, &s->output_images[i].imageView); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return err; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
static int avgblur_vulkan_filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in) |
||||||
|
{ |
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|
int err; |
||||||
|
AVFrame *tmp = NULL, *out = NULL; |
||||||
|
AVFilterContext *ctx = link->dst; |
||||||
|
AvgBlurVulkanContext *s = ctx->priv; |
||||||
|
AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0]; |
||||||
|
|
||||||
|
out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h); |
||||||
|
if (!out) { |
||||||
|
err = AVERROR(ENOMEM); |
||||||
|
goto fail; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
tmp = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h); |
||||||
|
if (!out) { |
||||||
|
err = AVERROR(ENOMEM); |
||||||
|
goto fail; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
if (!s->initialized) |
||||||
|
RET(init_filter(ctx, in)); |
||||||
|
|
||||||
|
RET(process_frames(ctx, out, tmp, in)); |
||||||
|
|
||||||
|
err = av_frame_copy_props(out, in); |
||||||
|
if (err < 0) |
||||||
|
goto fail; |
||||||
|
|
||||||
|
av_frame_free(&in); |
||||||
|
av_frame_free(&tmp); |
||||||
|
|
||||||
|
return ff_filter_frame(outlink, out); |
||||||
|
|
||||||
|
fail: |
||||||
|
av_frame_free(&in); |
||||||
|
av_frame_free(&tmp); |
||||||
|
av_frame_free(&out); |
||||||
|
return err; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
static void avgblur_vulkan_uninit(AVFilterContext *avctx) |
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|
{ |
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|
AvgBlurVulkanContext *s = avctx->priv; |
||||||
|
|
||||||
|
ff_vk_filter_uninit(avctx); |
||||||
|
|
||||||
|
s->initialized = 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
#define OFFSET(x) offsetof(AvgBlurVulkanContext, x) |
||||||
|
#define FLAGS (AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM) |
||||||
|
static const AVOption avgblur_vulkan_options[] = { |
||||||
|
{ "sizeX", "Set horizontal radius", OFFSET(size_x), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, 1, 32, .flags = FLAGS }, |
||||||
|
{ "planes", "Set planes to filter (bitmask)", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0xF}, 0, 0xF, .flags = FLAGS }, |
||||||
|
{ "sizeY", "Set vertical radius", OFFSET(size_y), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, 1, 32, .flags = FLAGS }, |
||||||
|
{ NULL }, |
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
AVFILTER_DEFINE_CLASS(avgblur_vulkan); |
||||||
|
|
||||||
|
static const AVFilterPad avgblur_vulkan_inputs[] = { |
||||||
|
{ |
||||||
|
.name = "default", |
||||||
|
.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, |
||||||
|
.filter_frame = &avgblur_vulkan_filter_frame, |
||||||
|
.config_props = &ff_vk_filter_config_input, |
||||||
|
}, |
||||||
|
{ NULL } |
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
static const AVFilterPad avgblur_vulkan_outputs[] = { |
||||||
|
{ |
||||||
|
.name = "default", |
||||||
|
.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, |
||||||
|
.config_props = &ff_vk_filter_config_output, |
||||||
|
}, |
||||||
|
{ NULL } |
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
AVFilter ff_vf_avgblur_vulkan = { |
||||||
|
.name = "avgblur_vulkan", |
||||||
|
.description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply avgblur mask to input video"), |
||||||
|
.priv_size = sizeof(AvgBlurVulkanContext), |
||||||
|
.init = &ff_vk_filter_init, |
||||||
|
.uninit = &avgblur_vulkan_uninit, |
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.query_formats = &ff_vk_filter_query_formats, |
||||||
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.inputs = avgblur_vulkan_inputs, |
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.outputs = avgblur_vulkan_outputs, |
||||||
|
.priv_class = &avgblur_vulkan_class, |
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.flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE, |
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}; |
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