git.sesse.net Git - nageru/blob - ffmpeg_capture.cpp

   1 #include "ffmpeg_capture.h"
   2
   3 #include <assert.h>
   4 #include <pthread.h>
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <stdio.h>
   7 #include <stdlib.h>
   8 #include <string.h>
   9 #include <sys/stat.h>
  10 #include <unistd.h>
  11
  12 extern "C" {
  13 #include <libavcodec/avcodec.h>
  14 #include <libavformat/avformat.h>
  15 #include <libavutil/avutil.h>
  16 #include <libavutil/error.h>
  17 #include <libavutil/frame.h>
  18 #include <libavutil/imgutils.h>
  19 #include <libavutil/mem.h>
  20 #include <libavutil/pixfmt.h>
  21 #include <libavutil/opt.h>
  22 #include <libswscale/swscale.h>
  23 }
  24
  25 #include <chrono>
  26 #include <cstdint>
  27 #include <utility>
  28 #include <vector>
  29
  30 #include "bmusb/bmusb.h"
  31 #include "ffmpeg_raii.h"
  32 #include "ffmpeg_util.h"
  33 #include "flags.h"
  34 #include "image_input.h"
  35 #include "timebase.h"
  36
  37 #define FRAME_SIZE (8 << 20)  // 8 MB.
  38
  39 using namespace std;
  40 using namespace std::chrono;
  41 using namespace bmusb;
  42 using namespace movit;
  43
  44 namespace {
  45
  46 steady_clock::time_point compute_frame_start(int64_t frame_pts, int64_t pts_origin, const AVRational &video_timebase, const steady_clock::time_point &origin, double rate)
  47 {
  48         const duration<double> pts((frame_pts - pts_origin) * double(video_timebase.num) / double(video_timebase.den));
  49         return origin + duration_cast<steady_clock::duration>(pts / rate);
  50 }
  51
  52 bool changed_since(const std::string &pathname, const timespec &ts)
  53 {
  54         if (ts.tv_sec < 0) {
  55                 return false;
  56         }
  57         struct stat buf;
  58         if (stat(pathname.c_str(), &buf) != 0) {
  59                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't check for new version, leaving the old in place.\n", pathname.c_str());
  60                 return false;
  61         }
  62         return (buf.st_mtim.tv_sec != ts.tv_sec || buf.st_mtim.tv_nsec != ts.tv_nsec);
  63 }
  64
  65 bool is_full_range(const AVPixFmtDescriptor *desc)
  66 {
  67         // This is horrible, but there's no better way that I know of.
  68         return (strchr(desc->name, 'j') != nullptr);
  69 }
  70
  71 AVPixelFormat decide_dst_format(AVPixelFormat src_format, bmusb::PixelFormat dst_format_type)
  72 {
  73         if (dst_format_type == bmusb::PixelFormat_8BitBGRA) {
  74                 return AV_PIX_FMT_BGRA;
  75         }
  76         if (dst_format_type == FFmpegCapture::PixelFormat_NV12) {
  77                 return AV_PIX_FMT_NV12;
  78         }
  79
  80         assert(dst_format_type == bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar);
  81
  82         // If this is a non-Y'CbCr format, just convert to 4:4:4 Y'CbCr
  83         // and be done with it. It's too strange to spend a lot of time on.
  84         // (Let's hope there's no alpha.)
  85         const AVPixFmtDescriptor *src_desc = av_pix_fmt_desc_get(src_format);
  86         if (src_desc == nullptr ||
  87             src_desc->nb_components != 3 ||
  88             (src_desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB)) {
  89                 return AV_PIX_FMT_YUV444P;
  90         }
  91
  92         // The best for us would be Cb and Cr together if possible,
  93         // but FFmpeg doesn't support that except in the special case of
  94         // NV12, so we need to go to planar even for the case of NV12.
  95         // Thus, look for the closest (but no worse) 8-bit planar Y'CbCr format
  96         // that matches in color range. (This will also include the case of
  97         // the source format already being acceptable.)
  98         bool src_full_range = is_full_range(src_desc);
  99         const char *best_format = "yuv444p";
 100         unsigned best_score = numeric_limits<unsigned>::max();
 101         for (const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_next(nullptr);
 102              desc;
 103              desc = av_pix_fmt_desc_next(desc)) {
 104                 // Find planar Y'CbCr formats only.
 105                 if (desc->nb_components != 3) continue;
 106                 if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) continue;
 107                 if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR)) continue;
 108                 if (desc->comp[0].plane != 0 ||
 109                     desc->comp[1].plane != 1 ||
 110                     desc->comp[2].plane != 2) continue;
 111
 112                 // 8-bit formats only.
 113                 if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BE) continue;
 114                 if (desc->comp[0].depth != 8) continue;
 115
 116                 // Same or better chroma resolution only.
 117                 int chroma_w_diff = desc->log2_chroma_w - src_desc->log2_chroma_w;
 118                 int chroma_h_diff = desc->log2_chroma_h - src_desc->log2_chroma_h;
 119                 if (chroma_w_diff < 0 || chroma_h_diff < 0)
 120                         continue;
 121
 122                 // Matching full/limited range only.
 123                 if (is_full_range(desc) != src_full_range)
 124                         continue;
 125
 126                 // Pick something with as little excess chroma resolution as possible.
 127                 unsigned score = (1 << (chroma_w_diff)) << chroma_h_diff;
 128                 if (score < best_score) {
 129                         best_score = score;
 130                         best_format = desc->name;
 131                 }
 132         }
 133         return av_get_pix_fmt(best_format);
 134 }
 135
 136 YCbCrFormat decode_ycbcr_format(const AVPixFmtDescriptor *desc, const AVFrame *frame)
 137 {
 138         YCbCrFormat format;
 139         AVColorSpace colorspace = av_frame_get_colorspace(frame);
 140         switch (colorspace) {
 141         case AVCOL_SPC_BT709:
 142                 format.luma_coefficients = YCBCR_REC_709;
 143                 break;
 144         case AVCOL_SPC_BT470BG:
 145         case AVCOL_SPC_SMPTE170M:
 146         case AVCOL_SPC_SMPTE240M:
 147                 format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
 148                 break;
 149         case AVCOL_SPC_BT2020_NCL:
 150                 format.luma_coefficients = YCBCR_REC_2020;
 151                 break;
 152         case AVCOL_SPC_UNSPECIFIED:
 153                 format.luma_coefficients = (frame->height >= 720 ? YCBCR_REC_709 : YCBCR_REC_601);
 154                 break;
 155         default:
 156                 fprintf(stderr, "Unknown Y'CbCr coefficient enum %d from FFmpeg; choosing Rec. 709.\n",
 157                         colorspace);
 158                 format.luma_coefficients = YCBCR_REC_709;
 159                 break;
 160         }
 161
 162         format.full_range = is_full_range(desc);
 163         format.num_levels = 1 << desc->comp[0].depth;
 164         format.chroma_subsampling_x = 1 << desc->log2_chroma_w;
 165         format.chroma_subsampling_y = 1 << desc->log2_chroma_h;
 166
 167         switch (frame->chroma_location) {
 168         case AVCHROMA_LOC_LEFT:
 169                 format.cb_x_position = 0.0;
 170                 format.cb_y_position = 0.5;
 171                 break;
 172         case AVCHROMA_LOC_CENTER:
 173                 format.cb_x_position = 0.5;
 174                 format.cb_y_position = 0.5;
 175                 break;
 176         case AVCHROMA_LOC_TOPLEFT:
 177                 format.cb_x_position = 0.0;
 178                 format.cb_y_position = 0.0;
 179                 break;
 180         case AVCHROMA_LOC_TOP:
 181                 format.cb_x_position = 0.5;
 182                 format.cb_y_position = 0.0;
 183                 break;
 184         case AVCHROMA_LOC_BOTTOMLEFT:
 185                 format.cb_x_position = 0.0;
 186                 format.cb_y_position = 1.0;
 187                 break;
 188         case AVCHROMA_LOC_BOTTOM:
 189                 format.cb_x_position = 0.5;
 190                 format.cb_y_position = 1.0;
 191                 break;
 192         default:
 193                 fprintf(stderr, "Unknown chroma location coefficient enum %d from FFmpeg; choosing Rec. 709.\n",
 194                         frame->chroma_location);
 195                 format.cb_x_position = 0.5;
 196                 format.cb_y_position = 0.5;
 197                 break;
 198         }
 199
 200         format.cr_x_position = format.cb_x_position;
 201         format.cr_y_position = format.cb_y_position;
 202         return format;
 203 }
 204
 205 }  // namespace
 206
 207 FFmpegCapture::FFmpegCapture(const string &filename, unsigned width, unsigned height)
 208         : filename(filename), width(width), height(height), video_timebase{1, 1}
 209 {
 210         // Not really used for anything.
 211         description = "Video: " + filename;
 212
 213         avformat_network_init();  // In case someone wants this.
 214 }
 215
 216 FFmpegCapture::~FFmpegCapture()
 217 {
 218         if (has_dequeue_callbacks) {
 219                 dequeue_cleanup_callback();
 220         }
 221         avresample_free(&resampler);
 222 }
 223
 224 void FFmpegCapture::configure_card()
 225 {
 226         if (video_frame_allocator == nullptr) {
 227                 owned_video_frame_allocator.reset(new MallocFrameAllocator(FRAME_SIZE, NUM_QUEUED_VIDEO_FRAMES));
 228                 set_video_frame_allocator(owned_video_frame_allocator.get());
 229         }
 230         if (audio_frame_allocator == nullptr) {
 231                 owned_audio_frame_allocator.reset(new MallocFrameAllocator(65536, NUM_QUEUED_AUDIO_FRAMES));
 232                 set_audio_frame_allocator(owned_audio_frame_allocator.get());
 233         }
 234 }
 235
 236 void FFmpegCapture::start_bm_capture()
 237 {
 238         if (running) {
 239                 return;
 240         }
 241         running = true;
 242         producer_thread_should_quit.unquit();
 243         producer_thread = thread(&FFmpegCapture::producer_thread_func, this);
 244 }
 245
 246 void FFmpegCapture::stop_dequeue_thread()
 247 {
 248         if (!running) {
 249                 return;
 250         }
 251         running = false;
 252         producer_thread_should_quit.quit();
 253         producer_thread.join();
 254 }
 255
 256 std::map<uint32_t, VideoMode> FFmpegCapture::get_available_video_modes() const
 257 {
 258         // Note: This will never really be shown in the UI.
 259         VideoMode mode;
 260
 261         char buf[256];
 262         snprintf(buf, sizeof(buf), "%ux%u", width, height);
 263         mode.name = buf;
 264
 265         mode.autodetect = false;
 266         mode.width = width;
 267         mode.height = height;
 268         mode.frame_rate_num = 60;
 269         mode.frame_rate_den = 1;
 270         mode.interlaced = false;
 271
 272         return {{ 0, mode }};
 273 }
 274
 275 void FFmpegCapture::producer_thread_func()
 276 {
 277         char thread_name[16];
 278         snprintf(thread_name, sizeof(thread_name), "FFmpeg_C_%d", card_index);
 279         pthread_setname_np(pthread_self(), thread_name);
 280
 281         while (!producer_thread_should_quit.should_quit()) {
 282                 string pathname = search_for_file(filename);
 283                 if (filename.empty()) {
 284                         fprintf(stderr, "%s not found, sleeping one second and trying again...\n", filename.c_str());
 285                         send_disconnected_frame();
 286                         producer_thread_should_quit.sleep_for(seconds(1));
 287                         continue;
 288                 }
 289                 if (!play_video(pathname)) {
 290                         // Error.
 291                         fprintf(stderr, "Error when playing %s, sleeping one second and trying again...\n", pathname.c_str());
 292                         send_disconnected_frame();
 293                         producer_thread_should_quit.sleep_for(seconds(1));
 294                         continue;
 295                 }
 296
 297                 // Probably just EOF, will exit the loop above on next test.
 298         }
 299
 300         if (has_dequeue_callbacks) {
 301                 dequeue_cleanup_callback();
 302                 has_dequeue_callbacks = false;
 303         }
 304 }
 305
 306 void FFmpegCapture::send_disconnected_frame()
 307 {
 308         // Send an empty frame to signal that we have no signal anymore.
 309         FrameAllocator::Frame video_frame = video_frame_allocator->alloc_frame();
 310         if (video_frame.data) {
 311                 VideoFormat video_format;
 312                 video_format.width = width;
 313                 video_format.height = height;
 314                 video_format.stride = width * 4;
 315                 video_format.frame_rate_nom = 60;
 316                 video_format.frame_rate_den = 1;
 317                 video_format.is_connected = false;
 318
 319                 video_frame.len = width * height * 4;
 320                 memset(video_frame.data, 0, video_frame.len);
 321
 322                 frame_callback(-1, AVRational{1, TIMEBASE}, timecode++,
 323                         video_frame, /*video_offset=*/0, video_format,
 324                         FrameAllocator::Frame(), /*audio_offset=*/0, AudioFormat());
 325         }
 326 }
 327
 328 bool FFmpegCapture::play_video(const string &pathname)
 329 {
 330         // Note: Call before open, not after; otherwise, there's a race.
 331         // (There is now, too, but it tips the correct way. We could use fstat()
 332         // if we had the file descriptor.)
 333         timespec last_modified;
 334         struct stat buf;
 335         if (stat(pathname.c_str(), &buf) != 0) {
 336                 // Probably some sort of protocol, so can't stat.
 337                 last_modified.tv_sec = -1;
 338         } else {
 339                 last_modified = buf.st_mtim;
 340         }
 341
 342         auto format_ctx = avformat_open_input_unique(pathname.c_str(), nullptr, nullptr);
 343         if (format_ctx == nullptr) {
 344                 fprintf(stderr, "%s: Error opening file\n", pathname.c_str());
 345                 return false;
 346         }
 347
 348         if (avformat_find_stream_info(format_ctx.get(), nullptr) < 0) {
 349                 fprintf(stderr, "%s: Error finding stream info\n", pathname.c_str());
 350                 return false;
 351         }
 352
 353         int video_stream_index = find_stream_index(format_ctx.get(), AVMEDIA_TYPE_VIDEO);
 354         if (video_stream_index == -1) {
 355                 fprintf(stderr, "%s: No video stream found\n", pathname.c_str());
 356                 return false;
 357         }
 358
 359         int audio_stream_index = find_stream_index(format_ctx.get(), AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 360
 361         // Open video decoder.
 362         const AVCodecParameters *video_codecpar = format_ctx->streams[video_stream_index]->codecpar;
 363         AVCodec *video_codec = avcodec_find_decoder(video_codecpar->codec_id);
 364         video_timebase = format_ctx->streams[video_stream_index]->time_base;
 365         AVCodecContextWithDeleter video_codec_ctx = avcodec_alloc_context3_unique(nullptr);
 366         if (avcodec_parameters_to_context(video_codec_ctx.get(), video_codecpar) < 0) {
 367                 fprintf(stderr, "%s: Cannot fill video codec parameters\n", pathname.c_str());
 368                 return false;
 369         }
 370         if (video_codec == nullptr) {
 371                 fprintf(stderr, "%s: Cannot find video decoder\n", pathname.c_str());
 372                 return false;
 373         }
 374         if (avcodec_open2(video_codec_ctx.get(), video_codec, nullptr) < 0) {
 375                 fprintf(stderr, "%s: Cannot open video decoder\n", pathname.c_str());
 376                 return false;
 377         }
 378         unique_ptr<AVCodecContext, decltype(avcodec_close)*> video_codec_ctx_cleanup(
 379                 video_codec_ctx.get(), avcodec_close);
 380
 381         // Open audio decoder, if we have audio.
 382         AVCodecContextWithDeleter audio_codec_ctx = avcodec_alloc_context3_unique(nullptr);
 383         if (audio_stream_index != -1) {
 384                 const AVCodecParameters *audio_codecpar = format_ctx->streams[audio_stream_index]->codecpar;
 385                 audio_timebase = format_ctx->streams[audio_stream_index]->time_base;
 386                 if (avcodec_parameters_to_context(audio_codec_ctx.get(), audio_codecpar) < 0) {
 387                         fprintf(stderr, "%s: Cannot fill audio codec parameters\n", pathname.c_str());
 388                         return false;
 389                 }
 390                 AVCodec *audio_codec = avcodec_find_decoder(audio_codecpar->codec_id);
 391                 if (audio_codec == nullptr) {
 392                         fprintf(stderr, "%s: Cannot find audio decoder\n", pathname.c_str());
 393                         return false;
 394                 }
 395                 if (avcodec_open2(audio_codec_ctx.get(), audio_codec, nullptr) < 0) {
 396                         fprintf(stderr, "%s: Cannot open audio decoder\n", pathname.c_str());
 397                         return false;
 398                 }
 399         }
 400         unique_ptr<AVCodecContext, decltype(avcodec_close)*> audio_codec_ctx_cleanup(
 401                 audio_codec_ctx.get(), avcodec_close);
 402
 403         internal_rewind();
 404
 405         // Main loop.
 406         while (!producer_thread_should_quit.should_quit()) {
 407                 if (process_queued_commands(format_ctx.get(), pathname, last_modified, /*rewound=*/nullptr)) {
 408                         return true;
 409                 }
 410                 FrameAllocator::Frame audio_frame = audio_frame_allocator->alloc_frame();
 411                 AudioFormat audio_format;
 412
 413                 bool error;
 414                 AVFrameWithDeleter frame = decode_frame(format_ctx.get(), video_codec_ctx.get(), audio_codec_ctx.get(),
 415                         pathname, video_stream_index, audio_stream_index, &audio_frame, &audio_format, &error);
 416                 if (error) {
 417                         return false;
 418                 }
 419                 if (frame == nullptr) {
 420                         // EOF. Loop back to the start if we can.
 421                         if (av_seek_frame(format_ctx.get(), /*stream_index=*/-1, /*timestamp=*/0, /*flags=*/0) < 0) {
 422                                 fprintf(stderr, "%s: Rewind failed, not looping.\n", pathname.c_str());
 423                                 return true;
 424                         }
 425                         // If the file has changed since last time, return to get it reloaded.
 426                         // Note that depending on how you move the file into place, you might
 427                         // end up corrupting the one you're already playing, so this path
 428                         // might not trigger.
 429                         if (changed_since(pathname, last_modified)) {
 430                                 return true;
 431                         }
 432                         internal_rewind();
 433                         continue;
 434                 }
 435
 436                 VideoFormat video_format = construct_video_format(frame.get(), video_timebase);
 437                 FrameAllocator::Frame video_frame = make_video_frame(frame.get(), pathname, &error);
 438                 if (error) {
 439                         return false;
 440                 }
 441
 442                 for ( ;; ) {
 443                         if (last_pts == 0 && pts_origin == 0) {
 444                                 pts_origin = frame->pts;
 445                         }
 446                         next_frame_start = compute_frame_start(frame->pts, pts_origin, video_timebase, start, rate);
 447                         video_frame.received_timestamp = next_frame_start;
 448                         bool finished_wakeup = producer_thread_should_quit.sleep_until(next_frame_start);
 449                         if (finished_wakeup) {
 450                                 frame_callback(frame->pts, video_timebase, timecode++,
 451                                         video_frame, 0, video_format,
 452                                         audio_frame, 0, audio_format);
 453                                 break;
 454                         } else {
 455                                 if (producer_thread_should_quit.should_quit()) break;
 456
 457                                 bool rewound = false;
 458                                 if (process_queued_commands(format_ctx.get(), pathname, last_modified, &rewound)) {
 459                                         return true;
 460                                 }
 461                                 // If we just rewound, drop this frame on the floor and be done.
 462                                 if (rewound) {
 463                                         video_frame_allocator->release_frame(video_frame);
 464                                         break;
 465                                 }
 466                                 // OK, we didn't, so probably a rate change. Recalculate next_frame_start,
 467                                 // but if it's now in the past, we'll reset the origin, so that we don't
 468                                 // generate a huge backlog of frames that we need to run through quickly.
 469                                 next_frame_start = compute_frame_start(frame->pts, pts_origin, video_timebase, start, rate);
 470                                 steady_clock::time_point now = steady_clock::now();
 471                                 if (next_frame_start < now) {
 472                                         pts_origin = frame->pts;
 473                                         start = next_frame_start = now;
 474                                 }
 475                         }
 476                 }
 477                 last_pts = frame->pts;
 478         }
 479         return true;
 480 }
 481
 482 void FFmpegCapture::internal_rewind()
 483 {
 484         pts_origin = last_pts = 0;
 485         start = next_frame_start = steady_clock::now();
 486 }
 487
 488 bool FFmpegCapture::process_queued_commands(AVFormatContext *format_ctx, const std::string &pathname, timespec last_modified, bool *rewound)
 489 {
 490         // Process any queued commands from other threads.
 491         vector<QueuedCommand> commands;
 492         {
 493                 lock_guard<mutex> lock(queue_mu);
 494                 swap(commands, command_queue);
 495         }
 496         for (const QueuedCommand &cmd : commands) {
 497                 switch (cmd.command) {
 498                 case QueuedCommand::REWIND:
 499                         if (av_seek_frame(format_ctx, /*stream_index=*/-1, /*timestamp=*/0, /*flags=*/0) < 0) {
 500                                 fprintf(stderr, "%s: Rewind failed, stopping play.\n", pathname.c_str());
 501                         }
 502                         // If the file has changed since last time, return to get it reloaded.
 503                         // Note that depending on how you move the file into place, you might
 504                         // end up corrupting the one you're already playing, so this path
 505                         // might not trigger.
 506                         if (changed_since(pathname, last_modified)) {
 507                                 return true;
 508                         }
 509                         internal_rewind();
 510                         if (rewound != nullptr) {
 511                                 *rewound = true;
 512                         }
 513                         break;
 514
 515                 case QueuedCommand::CHANGE_RATE:
 516                         // Change the origin to the last played frame.
 517                         start = compute_frame_start(last_pts, pts_origin, video_timebase, start, rate);
 518                         pts_origin = last_pts;
 519                         rate = cmd.new_rate;
 520                         break;
 521                 }
 522         }
 523         return false;
 524 }
 525
 526 namespace {
 527
 528 }  // namespace
 529
 530 AVFrameWithDeleter FFmpegCapture::decode_frame(AVFormatContext *format_ctx, AVCodecContext *video_codec_ctx, AVCodecContext *audio_codec_ctx, const std::string &pathname, int video_stream_index, int audio_stream_index, FrameAllocator::Frame *audio_frame, AudioFormat *audio_format, bool *error)
 531 {
 532         *error = false;
 533
 534         // Read packets until we have a frame or there are none left.
 535         bool frame_finished = false;
 536         AVFrameWithDeleter audio_avframe = av_frame_alloc_unique();
 537         AVFrameWithDeleter video_avframe = av_frame_alloc_unique();
 538         bool eof = false;
 539         do {
 540                 AVPacket pkt;
 541                 unique_ptr<AVPacket, decltype(av_packet_unref)*> pkt_cleanup(
 542                         &pkt, av_packet_unref);
 543                 av_init_packet(&pkt);
 544                 pkt.data = nullptr;
 545                 pkt.size = 0;
 546                 if (av_read_frame(format_ctx, &pkt) == 0) {
 547                         if (pkt.stream_index == audio_stream_index && audio_callback != nullptr) {
 548                                 audio_callback(&pkt, format_ctx->streams[audio_stream_index]->time_base);
 549                         }
 550                         if (pkt.stream_index == video_stream_index) {
 551                                 if (avcodec_send_packet(video_codec_ctx, &pkt) < 0) {
 552                                         fprintf(stderr, "%s: Cannot send packet to video codec.\n", pathname.c_str());
 553                                         *error = true;
 554                                         return AVFrameWithDeleter(nullptr);
 555                                 }
 556                         } else if (pkt.stream_index == audio_stream_index) {
 557                                 if (avcodec_send_packet(audio_codec_ctx, &pkt) < 0) {
 558                                         fprintf(stderr, "%s: Cannot send packet to audio codec.\n", pathname.c_str());
 559                                         *error = true;
 560                                         return AVFrameWithDeleter(nullptr);
 561                                 }
 562                         }
 563                 } else {
 564                         eof = true;  // Or error, but ignore that for the time being.
 565                 }
 566
 567                 // Decode audio, if any.
 568                 int err = avcodec_receive_frame(audio_codec_ctx, audio_avframe.get());
 569                 if (err == 0) {
 570                         convert_audio(audio_avframe.get(), audio_frame, audio_format);
 571                 } else if (err != AVERROR(EAGAIN)) {
 572                         fprintf(stderr, "%s: Cannot receive frame from audio codec.\n", pathname.c_str());
 573                         *error = true;
 574                         return AVFrameWithDeleter(nullptr);
 575                 }
 576
 577                 // Decode video, if we have a frame.
 578                 err = avcodec_receive_frame(video_codec_ctx, video_avframe.get());
 579                 if (err == 0) {
 580                         frame_finished = true;
 581                         break;
 582                 } else if (err != AVERROR(EAGAIN)) {
 583                         fprintf(stderr, "%s: Cannot receive frame from video codec.\n", pathname.c_str());
 584                         *error = true;
 585                         return AVFrameWithDeleter(nullptr);
 586                 }
 587         } while (!eof);
 588
 589         if (frame_finished)
 590                 return video_avframe;
 591         else
 592                 return AVFrameWithDeleter(nullptr);
 593 }
 594
 595 void FFmpegCapture::convert_audio(const AVFrame *audio_avframe, FrameAllocator::Frame *audio_frame, AudioFormat *audio_format)
 596 {
 597         // Decide on a format. If there already is one in this audio frame,
 598         // we're pretty much forced to use it. If not, we try to find an exact match.
 599         // If that still doesn't work, we default to 32-bit signed chunked
 600         // (float would be nice, but there's really no way to signal that yet).
 601         AVSampleFormat dst_format;
 602         if (audio_format->bits_per_sample == 0) {
 603                 switch (audio_avframe->format) {
 604                 case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 605                 case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 606                         audio_format->bits_per_sample = 16;
 607                         dst_format = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 608                         break;
 609                 case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 610                 case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 611                 default:
 612                         audio_format->bits_per_sample = 32;
 613                         dst_format = AV_SAMPLE_FMT_S32;
 614                         break;
 615                 }
 616         } else if (audio_format->bits_per_sample == 16) {
 617                 dst_format = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 618         } else if (audio_format->bits_per_sample == 32) {
 619                 dst_format = AV_SAMPLE_FMT_S32;
 620         } else {
 621                 assert(false);
 622         }
 623         audio_format->num_channels = 2;
 624
 625         if (resampler == nullptr ||
 626             audio_avframe->format != last_src_format ||
 627             dst_format != last_dst_format ||
 628             av_frame_get_channel_layout(audio_avframe) != last_channel_layout ||
 629             av_frame_get_sample_rate(audio_avframe) != last_sample_rate) {
 630                 avresample_free(&resampler);
 631                 resampler = avresample_alloc_context();
 632                 if (resampler == nullptr) {
 633                         fprintf(stderr, "Allocating resampler failed.\n");
 634                         exit(1);
 635                 }
 636
 637                 av_opt_set_int(resampler, "in_channel_layout",  av_frame_get_channel_layout(audio_avframe), 0);
 638                 av_opt_set_int(resampler, "out_channel_layout", AV_CH_LAYOUT_STEREO,                        0);
 639                 av_opt_set_int(resampler, "in_sample_rate",     av_frame_get_sample_rate(audio_avframe),    0);
 640                 av_opt_set_int(resampler, "out_sample_rate",    OUTPUT_FREQUENCY,                           0);
 641                 av_opt_set_int(resampler, "in_sample_fmt",      audio_avframe->format,                      0);
 642                 av_opt_set_int(resampler, "out_sample_fmt",     dst_format,                                 0);
 643
 644                 if (avresample_open(resampler) < 0) {
 645                         fprintf(stderr, "Could not open resample context.\n");
 646                         exit(1);
 647                 }
 648
 649                 last_src_format = AVSampleFormat(audio_avframe->format);
 650                 last_dst_format = dst_format;
 651                 last_channel_layout = av_frame_get_channel_layout(audio_avframe);
 652                 last_sample_rate = av_frame_get_sample_rate(audio_avframe);
 653         }
 654
 655         size_t bytes_per_sample = (audio_format->bits_per_sample / 8) * 2;
 656         size_t num_samples_room = (audio_frame->size - audio_frame->len) / bytes_per_sample;
 657
 658         uint8_t *data = audio_frame->data + audio_frame->len;
 659         int out_samples = avresample_convert(resampler, &data, 0, num_samples_room,
 660                 audio_avframe->data, audio_avframe->linesize[0], audio_avframe->nb_samples);
 661         if (out_samples < 0) {
 662                 fprintf(stderr, "Audio conversion failed.\n");
 663                 exit(1);
 664         }
 665
 666         audio_frame->len += out_samples * bytes_per_sample;
 667 }
 668
 669 VideoFormat FFmpegCapture::construct_video_format(const AVFrame *frame, AVRational video_timebase)
 670 {
 671         VideoFormat video_format;
 672         video_format.width = width;
 673         video_format.height = height;
 674         if (pixel_format == bmusb::PixelFormat_8BitBGRA) {
 675                 video_format.stride = width * 4;
 676         } else if (pixel_format == FFmpegCapture::PixelFormat_NV12) {
 677                 video_format.stride = width;
 678         } else {
 679                 assert(pixel_format == bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar);
 680                 video_format.stride = width;
 681         }
 682         video_format.frame_rate_nom = video_timebase.den;
 683         video_format.frame_rate_den = av_frame_get_pkt_duration(frame) * video_timebase.num;
 684         if (video_format.frame_rate_nom == 0 || video_format.frame_rate_den == 0) {
 685                 // Invalid frame rate.
 686                 video_format.frame_rate_nom = 60;
 687                 video_format.frame_rate_den = 1;
 688         }
 689         video_format.has_signal = true;
 690         video_format.is_connected = true;
 691         return video_format;
 692 }
 693
 694 FrameAllocator::Frame FFmpegCapture::make_video_frame(const AVFrame *frame, const string &pathname, bool *error)
 695 {
 696         *error = false;
 697
 698         FrameAllocator::Frame video_frame = video_frame_allocator->alloc_frame();
 699         if (video_frame.data == nullptr) {
 700                 return video_frame;
 701         }
 702
 703         if (sws_ctx == nullptr ||
 704             sws_last_width != frame->width ||
 705             sws_last_height != frame->height ||
 706             sws_last_src_format != frame->format) {
 707                 sws_dst_format = decide_dst_format(AVPixelFormat(frame->format), pixel_format);
 708                 sws_ctx.reset(
 709                         sws_getContext(frame->width, frame->height, AVPixelFormat(frame->format),
 710                                 width, height, sws_dst_format,
 711                                 SWS_BICUBIC, nullptr, nullptr, nullptr));
 712                 sws_last_width = frame->width;
 713                 sws_last_height = frame->height;
 714                 sws_last_src_format = frame->format;
 715         }
 716         if (sws_ctx == nullptr) {
 717                 fprintf(stderr, "%s: Could not create scaler context\n", pathname.c_str());
 718                 *error = true;
 719                 return video_frame;
 720         }
 721
 722         uint8_t *pic_data[4] = { nullptr, nullptr, nullptr, nullptr };
 723         int linesizes[4] = { 0, 0, 0, 0 };
 724         if (pixel_format == bmusb::PixelFormat_8BitBGRA) {
 725                 pic_data[0] = video_frame.data;
 726                 linesizes[0] = width * 4;
 727                 video_frame.len = (width * 4) * height;
 728         } else if (pixel_format == PixelFormat_NV12) {
 729                 pic_data[0] = video_frame.data;
 730                 linesizes[0] = width;
 731
 732                 pic_data[1] = pic_data[0] + width * height;
 733                 linesizes[1] = width;
 734
 735                 video_frame.len = (width * 2) * height;
 736
 737                 const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(sws_dst_format);
 738                 current_frame_ycbcr_format = decode_ycbcr_format(desc, frame);
 739         } else {
 740                 assert(pixel_format == bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar);
 741                 const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(sws_dst_format);
 742
 743                 int chroma_width = AV_CEIL_RSHIFT(int(width), desc->log2_chroma_w);
 744                 int chroma_height = AV_CEIL_RSHIFT(int(height), desc->log2_chroma_h);
 745
 746                 pic_data[0] = video_frame.data;
 747                 linesizes[0] = width;
 748
 749                 pic_data[1] = pic_data[0] + width * height;
 750                 linesizes[1] = chroma_width;
 751
 752                 pic_data[2] = pic_data[1] + chroma_width * chroma_height;
 753                 linesizes[2] = chroma_width;
 754
 755                 video_frame.len = width * height + 2 * chroma_width * chroma_height;
 756
 757                 current_frame_ycbcr_format = decode_ycbcr_format(desc, frame);
 758         }
 759         sws_scale(sws_ctx.get(), frame->data, frame->linesize, 0, frame->height, pic_data, linesizes);
 760
 761         return video_frame;
 762 }