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

   1 // Kaeru (換える), a simple transcoder intended for use with Nageru.
   2
   3 #include "audio_encoder.h"
   4 #include "basic_stats.h"
   5 #include "defs.h"
   6 #include "flags.h"
   7 #include "ffmpeg_capture.h"
   8 #include "mixer.h"
   9 #include "mux.h"
  10 #include "quittable_sleeper.h"
  11 #include "timebase.h"
  12 #include "x264_encoder.h"
  13
  14 #include <assert.h>
  15 #include <fcntl.h>
  16 #include <signal.h>
  17 #include <unistd.h>
  18 #include <chrono>
  19 #include <string>
  20
  21 using namespace bmusb;
  22 using namespace movit;
  23 using namespace std;
  24 using namespace std::chrono;
  25 using namespace std::placeholders;
  26
  27 Mixer *global_mixer = nullptr;
  28 X264Encoder *global_x264_encoder = nullptr;
  29 int frame_num = 0;
  30 BasicStats *global_basic_stats = nullptr;
  31 QuittableSleeper should_quit;
  32 MuxMetrics stream_mux_metrics;
  33
  34 int write_packet(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size, AVIODataMarkerType type, int64_t time)
  35 {
  36         static bool seen_sync_markers = false;
  37         static string stream_mux_header;
  38         HTTPD *httpd = (HTTPD *)opaque;
  39
  40         if (type == AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT || type == AVIO_DATA_MARKER_BOUNDARY_POINT) {
  41                 seen_sync_markers = true;
  42         } else if (type == AVIO_DATA_MARKER_UNKNOWN && !seen_sync_markers) {
  43                 // We don't know if this is a keyframe or not (the muxer could
  44                 // avoid marking it), so we just have to make the best of it.
  45                 type = AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT;
  46         }
  47
  48         if (type == AVIO_DATA_MARKER_HEADER) {
  49                 stream_mux_header.append((char *)buf, buf_size);
  50                 httpd->set_header(stream_mux_header);
  51         } else {
  52                 httpd->add_data((char *)buf, buf_size, type == AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT, time, AVRational{ AV_TIME_BASE, 1 });
  53         }
  54         return buf_size;
  55 }
  56
  57 unique_ptr<Mux> create_mux(HTTPD *httpd, AVOutputFormat *oformat, X264Encoder *x264_encoder, AudioEncoder *audio_encoder)
  58 {
  59         AVFormatContext *avctx = avformat_alloc_context();
  60         avctx->oformat = oformat;
  61
  62         uint8_t *buf = (uint8_t *)av_malloc(MUX_BUFFER_SIZE);
  63         avctx->pb = avio_alloc_context(buf, MUX_BUFFER_SIZE, 1, httpd, nullptr, nullptr, nullptr);
  64         avctx->pb->write_data_type = &write_packet;
  65         avctx->pb->ignore_boundary_point = 1;
  66         avctx->flags = AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO;
  67
  68         string video_extradata = x264_encoder->get_global_headers();
  69
  70         unique_ptr<Mux> mux;
  71         mux.reset(new Mux(avctx, global_flags.width, global_flags.height, Mux::CODEC_H264, video_extradata, audio_encoder->get_codec_parameters().get(), COARSE_TIMEBASE,
  72                 /*write_callback=*/nullptr, Mux::WRITE_FOREGROUND, { &stream_mux_metrics }));
  73         stream_mux_metrics.init({{ "destination", "http" }});
  74         return mux;
  75 }
  76
  77 void video_frame_callback(FFmpegCapture *video, X264Encoder *x264_encoder, AudioEncoder *audio_encoder,
  78                           int64_t video_pts, AVRational video_timebase,
  79                           int64_t audio_pts, AVRational audio_timebase,
  80                           uint16_t timecode,
  81                           FrameAllocator::Frame video_frame, size_t video_offset, VideoFormat video_format,
  82                           FrameAllocator::Frame audio_frame, size_t audio_offset, AudioFormat audio_format)
  83 {
  84         if (video_pts >= 0 && video_frame.len > 0) {
  85                 ReceivedTimestamps ts;
  86                 ts.ts.push_back(steady_clock::now());
  87
  88                 video_pts = av_rescale_q(video_pts, video_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
  89                 int64_t frame_duration = TIMEBASE * video_format.frame_rate_den / video_format.frame_rate_nom;
  90                 x264_encoder->add_frame(video_pts, frame_duration, video->get_current_frame_ycbcr_format().luma_coefficients, video_frame.data + video_offset, ts);
  91                 global_basic_stats->update(frame_num++, /*dropped_frames=*/0);
  92         }
  93         if (audio_frame.len > 0) {
  94                 // FFmpegCapture takes care of this for us.
  95                 assert(audio_format.num_channels == 2);
  96                 assert(audio_format.sample_rate == OUTPUT_FREQUENCY);
  97
  98                 // TODO: Reduce some duplication against AudioMixer here.
  99                 size_t num_samples = audio_frame.len / (audio_format.bits_per_sample / 8);
 100                 vector<float> float_samples;
 101                 float_samples.resize(num_samples);
 102                 if (audio_format.bits_per_sample == 16) {
 103                         const int16_t *src = (const int16_t *)audio_frame.data;
 104                         float *dst = &float_samples[0];
 105                         for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i) {
 106                                 *dst++ = le16toh(*src++) * (1.0f / 32768.0f);
 107                         }
 108                 } else if (audio_format.bits_per_sample == 32) {
 109                         const int32_t *src = (const int32_t *)audio_frame.data;
 110                         float *dst = &float_samples[0];
 111                         for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i) {
 112                                 *dst++ = le32toh(*src++) * (1.0f / 2147483648.0f);
 113                         }
 114                 } else {
 115                         assert(false);
 116                 }
 117                 audio_pts = av_rescale_q(audio_pts, audio_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
 118                 audio_encoder->encode_audio(float_samples, audio_pts);
 119         }
 120
 121         if (video_frame.owner) {
 122                 video_frame.owner->release_frame(video_frame);
 123         }
 124         if (audio_frame.owner) {
 125                 audio_frame.owner->release_frame(audio_frame);
 126         }
 127 }
 128
 129 void audio_frame_callback(Mux *mux, const AVPacket *pkt, AVRational timebase)
 130 {
 131         mux->add_packet(*pkt, pkt->pts, pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE ? pkt->pts : pkt->dts, timebase, /*stream_index=*/1);
 132 }
 133
 134 void adjust_bitrate(int signal)
 135 {
 136         int new_bitrate = global_flags.x264_bitrate;
 137         if (signal == SIGUSR1) {
 138                 new_bitrate += 100;
 139                 if (new_bitrate > 100000) {
 140                         fprintf(stderr, "Ignoring SIGUSR1, can't increase bitrate below 100000 kbit/sec (currently at %d kbit/sec)\n",
 141                                 global_flags.x264_bitrate);
 142                 } else {
 143                         fprintf(stderr, "Increasing bitrate to %d kbit/sec due to SIGUSR1.\n", new_bitrate);
 144                         global_flags.x264_bitrate = new_bitrate;
 145                         global_x264_encoder->change_bitrate(new_bitrate);
 146                 }
 147         } else if (signal == SIGUSR2) {
 148                 new_bitrate -= 100;
 149                 if (new_bitrate < 100) {
 150                         fprintf(stderr, "Ignoring SIGUSR2, can't decrease bitrate below 100 kbit/sec (currently at %d kbit/sec)\n",
 151                                 global_flags.x264_bitrate);
 152                 } else {
 153                         fprintf(stderr, "Decreasing bitrate to %d kbit/sec due to SIGUSR2.\n", new_bitrate);
 154                         global_flags.x264_bitrate = new_bitrate;
 155                         global_x264_encoder->change_bitrate(new_bitrate);
 156                 }
 157         }
 158 }
 159
 160 void request_quit(int signal)
 161 {
 162         should_quit.quit();
 163 }
 164
 165 int main(int argc, char *argv[])
 166 {
 167         parse_flags(PROGRAM_KAERU, argc, argv);
 168         if (optind + 1 != argc) {
 169                 usage(PROGRAM_KAERU);
 170                 exit(1);
 171         }
 172         global_flags.num_cards = 1;  // For latency metrics.
 173
 174 #if LIBAVFORMAT_VERSION_INT < AV_VERSION_INT(58, 9, 100)
 175         av_register_all();
 176 #endif
 177         avformat_network_init();
 178
 179         HTTPD httpd;
 180
 181         AVOutputFormat *oformat = av_guess_format(global_flags.stream_mux_name.c_str(), nullptr, nullptr);
 182         assert(oformat != nullptr);
 183
 184         unique_ptr<AudioEncoder> audio_encoder;
 185         if (global_flags.stream_audio_codec_name.empty()) {
 186                 audio_encoder.reset(new AudioEncoder(AUDIO_OUTPUT_CODEC_NAME, DEFAULT_AUDIO_OUTPUT_BIT_RATE, oformat));
 187         } else {
 188                 audio_encoder.reset(new AudioEncoder(global_flags.stream_audio_codec_name, global_flags.stream_audio_codec_bitrate, oformat));
 189         }
 190
 191         unique_ptr<X264Encoder> x264_encoder(new X264Encoder(oformat));
 192         unique_ptr<Mux> http_mux = create_mux(&httpd, oformat, x264_encoder.get(), audio_encoder.get());
 193         if (global_flags.transcode_audio) {
 194                 audio_encoder->add_mux(http_mux.get());
 195         }
 196         x264_encoder->add_mux(http_mux.get());
 197         global_x264_encoder = x264_encoder.get();
 198
 199         FFmpegCapture video(argv[optind], global_flags.width, global_flags.height);
 200         video.set_pixel_format(FFmpegCapture::PixelFormat_NV12);
 201         video.set_frame_callback(bind(video_frame_callback, &video, x264_encoder.get(), audio_encoder.get(), _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _11));
 202         if (!global_flags.transcode_audio) {
 203                 video.set_audio_callback(bind(audio_frame_callback, http_mux.get(), _1, _2));
 204         }
 205         video.configure_card();
 206         video.start_bm_capture();
 207         video.change_rate(2.0);  // Be sure never to really fall behind, but also don't dump huge amounts of stuff onto x264.
 208
 209         BasicStats basic_stats(/*verbose=*/false, /*use_opengl=*/false);
 210         global_basic_stats = &basic_stats;
 211         httpd.start(global_flags.http_port);
 212
 213         signal(SIGUSR1, adjust_bitrate);
 214         signal(SIGUSR2, adjust_bitrate);
 215         signal(SIGINT, request_quit);
 216
 217         while (!should_quit.should_quit()) {
 218                 should_quit.sleep_for(hours(1000));
 219         }
 220
 221         video.stop_dequeue_thread();
 222         // Stop the x264 encoder before killing the mux it's writing to.
 223         x264_encoder.reset();
 224         return 0;
 225 }