source: soft/giet_vm/applications/mjpeg/mjpeg.c @ 740

Last change on this file since 740 was 740, checked in by alain, 8 years ago

cosmetic

File size: 14.5 KB
Line 
1/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2// File   : mjpeg.c   
3// Date   : octobre 2015
4// author : Alain Greiner
5/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
6// This multi-threaded application illustrates "pipe-line" parallelism, and message
7// passing programming model, on top of the POSIX threads API.
8// It makes the parallel decompression of a MJPEG bitstream contained in a file.
9// The application is described as a TCG (Task and Communication Graph), and all
10// communications between threads uses MWMR channels,.
11// It uses the chained buffer DMA component to display the images on the graphic display.
12// It contains 6 types of threads (plus the "main" thread, that makes initialisation)
13// and 7 types of MWMR communication channels:
14// - the TG thread is only mapped in cluster[0,0], but all other threads
15//   (DEMUX, VLD, IQZZ, IDCT, LIBU) are replicated in all clusters.
16// - all MWMR channels are replicated in all clusters.
17// The number of cluster cannot be larger than 16*16.
18// The number of processors per cluster is not constrained.
19// The frame buffer size must fit the decompressed images size.
20// It uses one TTY terminal shared by all tasks.
21/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
22
23#include <stdio.h>
24#include <mwmr_channel.h>
25#include <malloc.h>
26#include <stdlib.h>
27#include "mjpeg.h"
28#include <mapping_info.h>     // for coprocessor types and modes
29
30
31// macro to use a shared TTY
32#define PRINTF(...)    lock_acquire( &tty_lock ); \
33                       giet_tty_printf(__VA_ARGS__);  \
34                       lock_release( &tty_lock );
35
36///////////////////////////////////////////////
37//       Global variables
38///////////////////////////////////////////////
39
40uint32_t         fd;    // file descriptor for the file containing the MJPEG stream
41
42// arrays of pointers on MWMR channels
43mwmr_channel_t*  tg_2_demux[256];         // one per cluster
44mwmr_channel_t*  demux_2_vld_data[256];   // one per cluster
45mwmr_channel_t*  demux_2_vld_huff[256];   // one per cluster
46mwmr_channel_t*  demux_2_iqzz[256];       // one per cluster
47mwmr_channel_t*  vld_2_iqzz[256];         // one per cluster
48mwmr_channel_t*  iqzz_2_idct[256];        // one per cluster
49mwmr_channel_t*  idct_2_libu[256];        // one per cluster
50
51// thread trdid ( for pthread_create() and pthread_join() )
52pthread_t   trdid_tg; 
53pthread_t   trdid_demux[256];             // one per cluster
54pthread_t   trdid_vld[256];               // one per cluster
55pthread_t   trdid_iqzz[256];              // one per cluster
56pthread_t   trdid_idct[256];              // one per cluster
57pthread_t   trdid_libu[256];              // one per cluster
58
59user_lock_t      tty_lock;                // lock protecting shared TTY
60
61uint8_t*         cma_buf[256];            // CMA buffers (one per cluster)
62void*            cma_sts[256];            // CMA buffers status
63
64uint32_t         fbf_width;               // Frame Buffer width
65uint32_t         fbf_height;              // Frame Buffer height
66
67uint32_t         nblocks_h;               // number of blocks in a column
68uint32_t         nblocks_w;               // number of blocks in a row   
69
70uint32_t         date[MAX_IMAGES];        // date of libu completion
71
72////////////////////////////////////////////////
73// declare thread functions
74////////////////////////////////////////////////
75
76extern void tg( );
77extern void demux( uint32_t index );
78extern void vld( uint32_t index );
79extern void iqzz( uint32_t index );
80extern void idct( uint32_t index );
81extern void libu( uint32_t index );
82
83/////////////////////////////////////////
84__attribute__ ((constructor)) void main()
85/////////////////////////////////////////
86{
87    // get platform parameters
88    uint32_t  x_size;
89    uint32_t  y_size;
90    uint32_t  nprocs;
91    giet_procs_number( &x_size , &y_size , &nprocs );
92
93    // shared TTY allocation
94    giet_tty_alloc( 1 );
95    lock_init( &tty_lock );
96
97    // check platform parameters
98    giet_pthread_assert( (nprocs <= 6),
99                         "[MJPEG ERROR] nprocs cannot be larger than 4");
100
101    giet_pthread_assert( (x_size <= 16),
102                         "[MJPEG ERROR] x_size cannot be larger than 16");
103
104    giet_pthread_assert( (y_size <= 16),
105                         "[MJPEG ERROR] y_size cannot be larger than 16");
106
107    giet_pthread_assert( (MAX_IMAGES >= (x_size*y_size)),
108                         "MJPEG ERROR] number of images smaller than x_size * y_size");
109
110    // check frame buffer size
111    giet_fbf_size( &fbf_width , &fbf_height );
112
113    giet_pthread_assert( ((fbf_width & 0x7) == 0) && ((fbf_height & 0x7) == 0) ,
114                         "[MJPEG ERROR] image width and height must be multiple of 8");
115
116    // request frame buffer and CMA channel allocation
117    giet_fbf_alloc();
118    giet_fbf_cma_alloc( x_size * y_size );
119
120    // file name and image size acquisition
121    char          file_pathname[256];
122    uint32_t      image_width;
123    uint32_t      image_height;
124
125    if ( INTERACTIVE_MODE )
126    {
127        PRINTF("\n[MJPEG] enter path for JPEG stream file (default is plan_48.mjpg)\n> ") 
128        giet_tty_gets( file_pathname , 256 );
129
130        if ( file_pathname[0] == 0 )
131        {
132            strcpy( file_pathname , "/misc/plan_48.mjpg" );
133            image_width  = 48;
134            image_height = 48;
135        }
136        else
137        {
138            PRINTF("\n[MJPEG] enter image width\n> ") 
139            giet_tty_getw( &image_width );
140            PRINTF("\n[MJPEG] enter image height\n> ") 
141            giet_tty_getw( &image_height );
142            PRINTF("\n") 
143        }
144    }
145    else
146    {
147        strcpy( file_pathname , "/misc/plan_48.mjpg" );
148        image_width  = 48;
149        image_height = 48;
150    }
151   
152    giet_pthread_assert( (image_width == fbf_width) && (image_height == fbf_height) ,
153                         "[MJPEG ERROR] image size doesn't fit frame buffer size");
154 
155    if ( USE_DCT_COPROC )
156    { PRINTF("\n\n[MJPEG] stream %s / %d clusters / %d cores / DCT COPROC\n\n",
157           file_pathname , x_size*y_size , nprocs ) }
158    else
159    { PRINTF("\n\n[MJPEG] stream %s / %d clusters / %d cores / NO DCT COPROC\n\n",
160           file_pathname , x_size*y_size , nprocs ) }
161
162    // compute nblocks_h & nblocks_w
163    nblocks_w = fbf_width / 8;
164    nblocks_h = fbf_height / 8;
165
166    // open file containing the MJPEG bit stream
167    int fd = giet_fat_open( file_pathname , 0 );
168
169    giet_pthread_assert( (fd >= 0),
170                         "[MJPEG ERROR] cannot open MJPEG stream file");
171
172    // index for loops
173    uint32_t x;
174    uint32_t y;
175    uint32_t n;
176
177    uint32_t*  buffer; 
178
179    // initialise distributed heap,
180    // allocate MWMR channels
181    // allocate buffers for CMA
182    for ( x = 0 ; x < x_size ; x++ ) 
183    {
184        for ( y = 0 ; y < y_size ; y++ ) 
185        {
186            uint32_t index = x*y_size + y;
187
188            // initialise heap[x][y]
189            heap_init( x , y );
190
191            // allocate MWMR channels in cluster[x][y]
192            tg_2_demux[index]       = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
193            buffer                  = remote_malloc( 4 * TG_2_DEMUX_DEPTH , x , y );
194            mwmr_init( tg_2_demux[index] , buffer , 1 , TG_2_DEMUX_DEPTH );
195
196            demux_2_vld_data[index] = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
197            buffer                  = remote_malloc( 4 * DEMUX_2_VLD_DATA_DEPTH , x , y );
198            mwmr_init( demux_2_vld_data[index] , buffer , 1 , DEMUX_2_VLD_DATA_DEPTH );
199
200            demux_2_vld_huff[index] = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
201            buffer                  = remote_malloc( 4 * DEMUX_2_VLD_HUFF_DEPTH , x , y );
202            mwmr_init( demux_2_vld_huff[index] , buffer , 1 , DEMUX_2_VLD_HUFF_DEPTH );
203
204            demux_2_iqzz[index]     = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
205            buffer                  = remote_malloc( 4 * DEMUX_2_IQZZ_DEPTH , x , y );
206            mwmr_init( demux_2_iqzz[index] , buffer , 1 , DEMUX_2_IQZZ_DEPTH );
207
208            vld_2_iqzz[index]       = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
209            buffer                  = remote_malloc( 4 * VLD_2_IQZZ_DEPTH , x , y );
210            mwmr_init( vld_2_iqzz[index] , buffer , 1 , VLD_2_IQZZ_DEPTH );
211
212            iqzz_2_idct[index]      = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
213            buffer                  = remote_malloc( 4 * IQZZ_2_IDCT_DEPTH , x , y );
214            mwmr_init( iqzz_2_idct[index] , buffer , 1 , IQZZ_2_IDCT_DEPTH );
215
216            idct_2_libu[index]      = remote_malloc( sizeof( mwmr_channel_t ) , x , y );
217            buffer                  = remote_malloc( 4 * IDCT_2_LIBU_DEPTH , x , y );
218            mwmr_init( idct_2_libu[index] , buffer , 1 , IDCT_2_LIBU_DEPTH );
219
220            // allocate and register CMA buffers in cluster[x][y]
221            cma_buf[index] = remote_malloc( fbf_width * fbf_height , x , y );
222            cma_sts[index] = remote_malloc( 64 , x , y );
223            giet_fbf_cma_init_buf( index , cma_buf[index] , cma_sts[index] );
224        }
225    }
226
227    // start CMA channel
228    giet_fbf_cma_start();
229
230    mwmr_channel_t* ptr;
231
232    for ( n = 0 ; n < x_size*y_size ; n++ )
233    {
234        ptr = tg_2_demux[n];
235        PRINTF(" - tg_2_demux[%d]  = %x / &lock = %x / &buf = %x / size = %d\n",
236               n, ptr, (uint32_t)&ptr->lock, (uint32_t)ptr->data, ptr->depth<<2 ) 
237
238        ptr = demux_2_vld_data[n];
239        PRINTF(" - demux_2_vld[%d] = %x / &lock = %x / &buf = %x / size = %d\n",
240               n, ptr, (uint32_t)&ptr->lock, (uint32_t)ptr->data, ptr->depth<<2 ) 
241
242        ptr = vld_2_iqzz[n];
243        PRINTF(" - vld_2_iqzz[%d]  = %x / &lock = %x / &buf = %x / size = %d\n",
244               n, ptr, (uint32_t)&ptr->lock, (uint32_t)ptr->data, ptr->depth<<2 ) 
245
246        ptr = iqzz_2_idct[n];
247        PRINTF(" - iqzz_2_idct[%d] = %x / &lock = %x / &buf = %x / size = %d\n",
248               n, ptr, (uint32_t)&ptr->lock, (uint32_t)ptr->data, ptr->depth<<2 ) 
249
250        ptr = idct_2_libu[n];
251        PRINTF(" - idct_2_libu[%d] = %x / &lock = %x / &buf = %x / size = %d\n",
252               n, ptr, (uint32_t)&ptr->lock, (uint32_t)ptr->data, ptr->depth<<2 ) 
253    }
254
255    // launch all threads : precise mapping is defined in the mjpeg.py file
256    uint32_t index;
257
258    if ( giet_pthread_create( &trdid_tg, NULL, &tg , NULL ) )
259    giet_pthread_exit( "error launching thread tg\n");
260
261    for ( x = 0 ; x < x_size ; x++ )
262    {
263        for ( y = 0 ; y < y_size ; y++ )
264        {
265            index = x * y_size + y;
266
267            // DEMUX 
268            if ( giet_pthread_create( &trdid_demux[index], NULL, &demux , (void*)index ) )
269            giet_pthread_exit( "error launching thread demux\n");
270
271            // VLD
272            if ( giet_pthread_create( &trdid_vld[index], NULL, &vld , (void*)index ) )
273            giet_pthread_exit( "error launching thread vld\n");
274
275            // IQZZ
276            if ( giet_pthread_create( &trdid_iqzz[index], NULL, &iqzz , (void*)index ) )
277            giet_pthread_exit( "error launching thread iqzz");
278
279            // IDCT
280            if ( USE_DCT_COPROC )  // allocate, initialise, and start hardware coprocessor
281            {
282                giet_coproc_channel_t in_channel;
283                giet_coproc_channel_t out_channel;
284                uint32_t  cluster_xy  = (x<<4) + y;
285                uint32_t  coproc_type = 2;
286                uint32_t  info;
287
288                // allocate DCT coprocessor
289                giet_coproc_alloc( cluster_xy , coproc_type , &info );
290
291                // initialize channels
292                in_channel.channel_mode = MODE_MWMR;
293                in_channel.buffer_size  = (iqzz_2_idct[index]->depth)<<2;
294                in_channel.buffer_vaddr = (uint32_t)(iqzz_2_idct[index]->data);
295                in_channel.status_vaddr = (uint32_t)(&iqzz_2_idct[index]->sts);
296                in_channel.lock_vaddr   = (uint32_t)(&iqzz_2_idct[index]->lock);
297   
298                giet_coproc_channel_init( cluster_xy , coproc_type , 0 , &in_channel );
299
300                out_channel.channel_mode = MODE_MWMR;
301                out_channel.buffer_size  = (idct_2_libu[index]->depth)<<2;
302                out_channel.buffer_vaddr = (uint32_t)(idct_2_libu[index]->data);
303                out_channel.status_vaddr = (uint32_t)(&idct_2_libu[index]->sts);
304                out_channel.lock_vaddr   = (uint32_t)(&idct_2_libu[index]->lock);
305
306                giet_coproc_channel_init( cluster_xy , coproc_type , 1 , &out_channel );
307
308                // start coprocessor
309                giet_coproc_run( cluster_xy , coproc_type );
310            }
311            else                   // launches a software thread
312            {
313                if ( giet_pthread_create( &trdid_idct[index], NULL, &idct , (void*)index ) )
314                giet_pthread_exit( "error launching thread idct\n");
315            }
316
317            // LIBU
318            if ( giet_pthread_create( &trdid_libu[index], NULL, &libu , (void*)index ) )
319            giet_pthread_exit( "error launching thread libu\n");
320        }
321    }
322
323    // wait all threads completion
324
325    if ( giet_pthread_join( trdid_tg , NULL ) )
326    { PRINTF("\n[MJPEG ERROR] calling giet_pthread_join() for tg\n" ) }
327
328    for ( x = 0 ; x < x_size ; x++ )
329    {
330        for ( y = 0 ; y < y_size ; y++ )
331        {
332            index = x * y_size + y;
333
334            if ( giet_pthread_join( trdid_demux[index] , NULL ) )
335            { PRINTF("\n[MJPEG ERROR] calling giet_pthread_join() for demux[%d]\n", index ) }
336
337            if ( giet_pthread_join( trdid_vld[index] , NULL ) )
338            { PRINTF("\n[MJPEG ERROR] calling giet_pthread_join() for vld[%d]\n", index ) }
339
340            if ( giet_pthread_join( trdid_iqzz[index] , NULL ) )
341            { PRINTF("\n[MJPEG ERROR] calling giet_pthread_join() for iqzz[%d]\n", index ) }
342
343            if ( USE_DCT_COPROC == 0 )
344            {
345                if ( giet_pthread_join( trdid_idct[index] , NULL ) )
346                { PRINTF("\n[MJPEG ERROR] calling giet_pthread_join() for idct[%d]\n", index ) }
347            }
348
349            if ( giet_pthread_join( trdid_libu[index] , NULL ) )
350            { PRINTF("\n[MJPEG ERROR] calling giet_pthread_join() for libu[%d]\n", index ) }
351
352            if ( USE_DCT_COPROC )
353            {
354                uint32_t  cluster_xy  = (x<<4) + y;
355                uint32_t  coproc_type = 2;
356                giet_coproc_release( cluster_xy , coproc_type );
357            }
358        }
359    }
360
361    // instrumentation
362
363    uint32_t image;
364    PRINTF("\n[MJPEG] Instumentation Results\n" )
365    for ( image = 0 ; image < MAX_IMAGES ; image++ )
366    { PRINTF(" - Image %d : completed at cycle %d\n", image , date[image]) }
367
368    giet_pthread_exit( "main completed" );
369   
370} // end main()
371
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.