git.sesse.net Git - cubemap/blob - stream.cpp

   1 #include <assert.h>
   2 #include <errno.h>
   3 #include <limits.h>
   4 #include <netinet/in.h>
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <string.h>
   8 #include <sys/types.h>
   9 #include <algorithm>
  10 #include <string>
  11 #include <queue>
  12 #include <vector>
  13
  14 #include "log.h"
  15 #include "metacube2.h"
  16 #include "state.pb.h"
  17 #include "stream.h"
  18 #include "util.h"
  19
  20 using namespace std;
  21
  22 Stream::Stream(const string &url, size_t backlog_size, size_t prebuffering_bytes, Encoding encoding, Encoding src_encoding)
  23         : url(url),
  24           encoding(encoding),
  25           src_encoding(src_encoding),
  26           data_fd(make_tempfile("")),
  27           backlog_size(backlog_size),
  28           prebuffering_bytes(prebuffering_bytes)
  29 {
  30         if (data_fd == -1) {
  31                 exit(1);
  32         }
  33 }
  34
  35 Stream::~Stream()
  36 {
  37         if (data_fd != -1) {
  38                 safe_close(data_fd);
  39         }
  40 }
  41
  42 Stream::Stream(const StreamProto &serialized, int data_fd)
  43         : url(serialized.url()),
  44           http_header(serialized.http_header()),
  45           stream_header(serialized.stream_header()),
  46           encoding(Stream::STREAM_ENCODING_RAW),  // Will be changed later.
  47           data_fd(data_fd),
  48           backlog_size(serialized.backlog_size()),
  49           bytes_received(serialized.bytes_received())
  50 {
  51         if (data_fd == -1) {
  52                 exit(1);
  53         }
  54
  55         for (ssize_t point : serialized.suitable_starting_point()) {
  56                 if (point == -1) {
  57                         // Can happen when upgrading from before 1.1.3,
  58                         // where this was an optional field with -1 signifying
  59                         // "no such point".
  60                         continue;
  61                 }
  62                 suitable_starting_points.push_back(point);
  63         }
  64 }
  65
  66 StreamProto Stream::serialize()
  67 {
  68         StreamProto serialized;
  69         serialized.set_http_header(http_header);
  70         serialized.set_stream_header(stream_header);
  71         serialized.add_data_fds(data_fd);
  72         serialized.set_backlog_size(backlog_size);
  73         serialized.set_bytes_received(bytes_received);
  74         for (size_t point : suitable_starting_points) {
  75                 serialized.add_suitable_starting_point(point);
  76         }
  77         serialized.set_url(url);
  78         data_fd = -1;
  79         return serialized;
  80 }
  81
  82 void Stream::set_backlog_size(size_t new_size)
  83 {
  84         if (backlog_size == new_size) {
  85                 return;
  86         }
  87
  88         string existing_data;
  89         if (!read_tempfile_and_close(data_fd, &existing_data)) {
  90                 exit(1);
  91         }
  92
  93         // Unwrap the data so it's no longer circular.
  94         if (bytes_received <= backlog_size) {
  95                 existing_data.resize(bytes_received);
  96         } else {
  97                 size_t pos = bytes_received % backlog_size;
  98                 existing_data = existing_data.substr(pos, string::npos) +
  99                         existing_data.substr(0, pos);
 100         }
 101
 102         // See if we need to discard data.
 103         if (new_size < existing_data.size()) {
 104                 size_t to_discard = existing_data.size() - new_size;
 105                 existing_data = existing_data.substr(to_discard, string::npos);
 106         }
 107
 108         // Create a new, empty data file.
 109         data_fd = make_tempfile("");
 110         if (data_fd == -1) {
 111                 exit(1);
 112         }
 113         backlog_size = new_size;
 114
 115         // Now cheat a bit by rewinding, and adding all the old data back.
 116         bytes_received -= existing_data.size();
 117         DataElement data_element;
 118         data_element.data.iov_base = const_cast<char *>(existing_data.data());
 119         data_element.data.iov_len = existing_data.size();
 120         data_element.metacube_flags = 0;  // Ignored by add_data_raw().
 121
 122         vector<DataElement> data_elements;
 123         data_elements.push_back(data_element);
 124         add_data_raw(data_elements);
 125         remove_obsolete_starting_points();
 126 }
 127
 128 void Stream::put_client_to_sleep(Client *client)
 129 {
 130         sleeping_clients.push_back(client);
 131 }
 132
 133 // Return a new set of iovecs that contains only the first <bytes_wanted> bytes of <data>.
 134 vector<iovec> collect_iovecs(const vector<Stream::DataElement> &data, size_t bytes_wanted)
 135 {
 136         vector<iovec> ret;
 137         size_t max_iovecs = min<size_t>(data.size(), IOV_MAX);
 138         for (size_t i = 0; i < max_iovecs && bytes_wanted > 0; ++i) {
 139                 if (data[i].data.iov_len <= bytes_wanted) {
 140                         // Consume the entire iovec.
 141                         ret.push_back(data[i].data);
 142                         bytes_wanted -= data[i].data.iov_len;
 143                 } else {
 144                         // Take only parts of this iovec.
 145                         iovec iov;
 146                         iov.iov_base = data[i].data.iov_base;
 147                         iov.iov_len = bytes_wanted;
 148                         ret.push_back(iov);
 149                         bytes_wanted = 0;
 150                 }
 151         }
 152         return ret;
 153 }
 154
 155 // Return a new set of iovecs that contains all of <data> except the first <bytes_wanted> bytes.
 156 vector<Stream::DataElement> remove_iovecs(const vector<Stream::DataElement> &data, size_t bytes_wanted)
 157 {
 158         vector<Stream::DataElement> ret;
 159         size_t i;
 160         for (i = 0; i < data.size() && bytes_wanted > 0; ++i) {
 161                 if (data[i].data.iov_len <= bytes_wanted) {
 162                         // Consume the entire iovec.
 163                         bytes_wanted -= data[i].data.iov_len;
 164                 } else {
 165                         // Take only parts of this iovec.
 166                         Stream::DataElement data_element;
 167                         data_element.data.iov_base = reinterpret_cast<char *>(data[i].data.iov_base) + bytes_wanted;
 168                         data_element.data.iov_len = data[i].data.iov_len - bytes_wanted;
 169                         data_element.metacube_flags = METACUBE_FLAGS_NOT_SUITABLE_FOR_STREAM_START;
 170                         ret.push_back(data_element);
 171                         bytes_wanted = 0;
 172                 }
 173         }
 174
 175         // Add the rest of the iovecs unchanged.
 176         ret.insert(ret.end(), data.begin() + i, data.end());
 177         return ret;
 178 }
 179
 180 void Stream::add_data_raw(const vector<DataElement> &orig_data)
 181 {
 182         vector<DataElement> data = orig_data;
 183         while (!data.empty()) {
 184                 size_t pos = bytes_received % backlog_size;
 185
 186                 // Collect as many iovecs as we can before we hit the point
 187                 // where the circular buffer wraps around.
 188                 vector<iovec> to_write = collect_iovecs(data, backlog_size - pos);
 189                 ssize_t ret;
 190                 do {
 191                         ret = pwritev(data_fd, to_write.data(), to_write.size(), pos);
 192                 } while (ret == -1 && errno == EINTR);
 193
 194                 if (ret == -1) {
 195                         log_perror("pwritev");
 196                         // Dazed and confused, but trying to continue...
 197                         return;
 198                 }
 199                 bytes_received += ret;
 200
 201                 // Remove the data that was actually written from the set of iovecs.
 202                 data = remove_iovecs(data, ret);
 203         }
 204 }
 205
 206 void Stream::remove_obsolete_starting_points()
 207 {
 208         // We could do a binary search here (std::lower_bound), but it seems
 209         // overkill for removing what's probably only a few points.
 210         while (!suitable_starting_points.empty() &&
 211                bytes_received - suitable_starting_points[0] > backlog_size) {
 212                 suitable_starting_points.pop_front();
 213         }
 214 }
 215
 216 void Stream::add_data_deferred(const char *data, size_t bytes, uint16_t metacube_flags)
 217 {
 218         // For regular output, we don't want to send the client twice
 219         // (it's already sent out together with the HTTP header).
 220         // However, for Metacube output, we need to send it so that
 221         // the Cubemap instance in the other end has a chance to update it.
 222         // It may come twice in its stream, but Cubemap doesn't care.
 223         if (encoding == Stream::STREAM_ENCODING_RAW &&
 224             (metacube_flags & METACUBE_FLAGS_HEADER) != 0) {
 225                 return;
 226         }
 227
 228         lock_guard<mutex> lock(queued_data_mutex);
 229
 230         DataElement data_element;
 231         data_element.metacube_flags = metacube_flags;
 232
 233         if (encoding == Stream::STREAM_ENCODING_METACUBE) {
 234                 // Add a Metacube block header before the data.
 235                 metacube2_block_header hdr;
 236                 memcpy(hdr.sync, METACUBE2_SYNC, sizeof(hdr.sync));
 237                 hdr.size = htonl(bytes);
 238                 hdr.flags = htons(metacube_flags);
 239                 hdr.csum = htons(metacube2_compute_crc(&hdr));
 240
 241                 data_element.data.iov_base = new char[bytes + sizeof(hdr)];
 242                 data_element.data.iov_len = bytes + sizeof(hdr);
 243
 244                 memcpy(data_element.data.iov_base, &hdr, sizeof(hdr));
 245                 memcpy(reinterpret_cast<char *>(data_element.data.iov_base) + sizeof(hdr), data, bytes);
 246
 247                 queued_data.push_back(data_element);
 248         } else if (encoding == Stream::STREAM_ENCODING_RAW) {
 249                 // Just add the data itself.
 250                 data_element.data.iov_base = new char[bytes];
 251                 memcpy(data_element.data.iov_base, data, bytes);
 252                 data_element.data.iov_len = bytes;
 253
 254                 queued_data.push_back(data_element);
 255         } else {
 256                 assert(false);
 257         }
 258 }
 259
 260 void Stream::process_queued_data()
 261 {
 262         vector<DataElement> queued_data_copy;
 263
 264         // Hold the lock for as short as possible, since add_data_raw() can possibly
 265         // write to disk, which might disturb the input thread.
 266         {
 267                 lock_guard<mutex> lock(queued_data_mutex);
 268                 if (queued_data.empty()) {
 269                         return;
 270                 }
 271
 272                 swap(queued_data, queued_data_copy);
 273         }
 274
 275         // Add suitable starting points for the stream, if the queued data
 276         // contains such starting points. Note that we drop starting points
 277         // if they're less than 10 kB apart, so that we don't get a huge
 278         // amount of them for e.g. each and every MPEG-TS 188-byte cell.
 279         // The 10 kB value is somewhat arbitrary, but at least it should make
 280         // the RAM cost of saving the position ~0.1% (or less) of the actual
 281         // data, and 10 kB is a very fine granularity in most streams.
 282         static const int minimum_start_point_distance = 10240;
 283         size_t byte_position = bytes_received;
 284         for (const DataElement &elem : queued_data_copy) {
 285                 if ((elem.metacube_flags & METACUBE_FLAGS_NOT_SUITABLE_FOR_STREAM_START) == 0) {
 286                         size_t num_points = suitable_starting_points.size();
 287                         if (num_points >= 2 &&
 288                             suitable_starting_points[num_points - 1] - suitable_starting_points[num_points - 2] < minimum_start_point_distance) {
 289                                 // p[n-1] - p[n-2] < 10 kB, so drop p[n-1].
 290                                 suitable_starting_points.pop_back();
 291                         }
 292                         suitable_starting_points.push_back(byte_position);
 293                 }
 294                 byte_position += elem.data.iov_len;
 295         }
 296
 297         add_data_raw(queued_data_copy);
 298         remove_obsolete_starting_points();
 299         for (const DataElement &elem : queued_data_copy) {
 300                 char *data = reinterpret_cast<char *>(elem.data.iov_base);
 301                 delete[] data;
 302         }
 303
 304         // We have more data, so wake up all clients.
 305         if (to_process.empty()) {
 306                 swap(sleeping_clients, to_process);
 307         } else {
 308                 to_process.insert(to_process.end(), sleeping_clients.begin(), sleeping_clients.end());
 309                 sleeping_clients.clear();
 310         }
 311 }