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

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