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 "defs.h"
   6 #include "flags.h"
   7 #include "ffmpeg_capture.h"
   8 #include "mixer.h"
   9 #include "mux.h"
  10 #include "timebase.h"
  11 #include "x264_encoder.h"
  12
  13 #include <assert.h>
  14 #include <fcntl.h>
  15 #include <signal.h>
  16 #include <unistd.h>
  17 #include <chrono>
  18 #include <string>
  19
  20 using namespace bmusb;
  21 using namespace movit;
  22 using namespace std;
  23 using namespace std::chrono;
  24 using namespace std::placeholders;
  25
  26 Mixer *global_mixer = nullptr;
  27 X264Encoder *global_x264_encoder = nullptr;
  28 MuxMetrics stream_mux_metrics;
  29
  30 int write_packet(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size, AVIODataMarkerType type, int64_t time)
  31 {
  32         static bool seen_sync_markers = false;
  33         static string stream_mux_header;
  34         HTTPD *httpd = (HTTPD *)opaque;
  35
  36         if (type == AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT || type == AVIO_DATA_MARKER_BOUNDARY_POINT) {
  37                 seen_sync_markers = true;
  38         } else if (type == AVIO_DATA_MARKER_UNKNOWN && !seen_sync_markers) {
  39                 // We don't know if this is a keyframe or not (the muxer could
  40                 // avoid marking it), so we just have to make the best of it.
  41                 type = AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT;
  42         }
  43
  44         if (type == AVIO_DATA_MARKER_HEADER) {
  45                 stream_mux_header.append((char *)buf, buf_size);
  46                 httpd->set_header(stream_mux_header);
  47         } else {
  48                 httpd->add_data((char *)buf, buf_size, type == AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT);
  49         }
  50         return buf_size;
  51 }
  52
  53 unique_ptr<Mux> create_mux(HTTPD *httpd, AVOutputFormat *oformat, X264Encoder *x264_encoder, AudioEncoder *audio_encoder)
  54 {
  55         AVFormatContext *avctx = avformat_alloc_context();
  56         avctx->oformat = oformat;
  57
  58         uint8_t *buf = (uint8_t *)av_malloc(MUX_BUFFER_SIZE);
  59         avctx->pb = avio_alloc_context(buf, MUX_BUFFER_SIZE, 1, httpd, nullptr, nullptr, nullptr);
  60         avctx->pb->write_data_type = &write_packet;
  61         avctx->pb->ignore_boundary_point = 1;
  62
  63         string video_extradata = x264_encoder->get_global_headers();
  64
  65         unique_ptr<Mux> mux;
  66         int time_base = global_flags.stream_coarse_timebase ? COARSE_TIMEBASE : TIMEBASE;
  67         mux.reset(new Mux(avctx, global_flags.width, global_flags.height, Mux::CODEC_H264, video_extradata, audio_encoder->get_codec_parameters().get(), time_base,
  68                 /*write_callback=*/nullptr, Mux::WRITE_FOREGROUND, { &stream_mux_metrics }));
  69         stream_mux_metrics.init({{ "destination", "http" }});
  70         return mux;
  71 }
  72
  73 void video_frame_callback(FFmpegCapture *video, X264Encoder *x264_encoder, AudioEncoder *audio_encoder,
  74                           int64_t video_pts, AVRational video_timebase,
  75                           int64_t audio_pts, AVRational audio_timebase,
  76                           uint16_t timecode,
  77                           FrameAllocator::Frame video_frame, size_t video_offset, VideoFormat video_format,
  78                           FrameAllocator::Frame audio_frame, size_t audio_offset, AudioFormat audio_format)
  79 {
  80         if (video_pts >= 0 && video_frame.len > 0) {
  81                 ReceivedTimestamps ts;
  82                 ts.ts.push_back(steady_clock::now());
  83
  84                 video_pts = av_rescale_q(video_pts, video_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
  85                 int64_t frame_duration = TIMEBASE * video_format.frame_rate_nom / video_format.frame_rate_den;
  86                 x264_encoder->add_frame(video_pts, frame_duration, video->get_current_frame_ycbcr_format().luma_coefficients, video_frame.data + video_offset, ts);
  87         }
  88         if (audio_frame.len > 0) {
  89                 // FFmpegCapture takes care of this for us.
  90                 assert(audio_format.num_channels == 2);
  91                 assert(audio_format.sample_rate == OUTPUT_FREQUENCY);
  92
  93                 // TODO: Reduce some duplication against AudioMixer here.
  94                 size_t num_samples = audio_frame.len / (audio_format.bits_per_sample / 8);
  95                 vector<float> float_samples;
  96                 float_samples.resize(num_samples);
  97                 if (audio_format.bits_per_sample == 16) {
  98                         const int16_t *src = (const int16_t *)audio_frame.data;
  99                         float *dst = &float_samples[0];
 100                         for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i) {
 101                                 *dst++ = le16toh(*src++) * (1.0f / 32768.0f);
 102                         }
 103                 } else if (audio_format.bits_per_sample == 32) {
 104                         const int32_t *src = (const int32_t *)audio_frame.data;
 105                         float *dst = &float_samples[0];
 106                         for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i) {
 107                                 *dst++ = le32toh(*src++) * (1.0f / 2147483648.0f);
 108                         }
 109                 } else {
 110                         assert(false);
 111                 }
 112                 audio_pts = av_rescale_q(audio_pts, audio_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
 113                 audio_encoder->encode_audio(float_samples, audio_pts);
 114         }
 115
 116         if (video_frame.owner) {
 117                 video_frame.owner->release_frame(video_frame);
 118         }
 119         if (audio_frame.owner) {
 120                 audio_frame.owner->release_frame(audio_frame);
 121         }
 122 }
 123
 124 void audio_frame_callback(Mux *mux, const AVPacket *pkt, AVRational timebase)
 125 {
 126         mux->add_packet(*pkt, pkt->pts, pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE ? pkt->pts : pkt->dts, timebase);
 127 }
 128
 129 void adjust_bitrate(int signal)
 130 {
 131         int new_bitrate = global_flags.x264_bitrate;
 132         if (signal == SIGUSR1) {
 133                 new_bitrate += 100;
 134                 if (new_bitrate > 100000) {
 135                         fprintf(stderr, "Ignoring SIGUSR1, can't increase bitrate below 100000 kbit/sec (currently at %d kbit/sec)\n",
 136                                 global_flags.x264_bitrate);
 137                 } else {
 138                         fprintf(stderr, "Increasing bitrate to %d kbit/sec due to SIGUSR1.\n", new_bitrate);
 139                         global_flags.x264_bitrate = new_bitrate;
 140                         global_x264_encoder->change_bitrate(new_bitrate);
 141                 }
 142         } else if (signal == SIGUSR2) {
 143                 new_bitrate -= 100;
 144                 if (new_bitrate < 100) {
 145                         fprintf(stderr, "Ignoring SIGUSR1, can't decrease bitrate below 100 kbit/sec (currently at %d kbit/sec)\n",
 146                                 global_flags.x264_bitrate);
 147                 } else {
 148                         fprintf(stderr, "Decreasing bitrate to %d kbit/sec due to SIGUSR1.\n", new_bitrate);
 149                         global_flags.x264_bitrate = new_bitrate;
 150                         global_x264_encoder->change_bitrate(new_bitrate);
 151                 }
 152         }
 153 }
 154
 155 int main(int argc, char *argv[])
 156 {
 157         parse_flags(PROGRAM_KAERU, argc, argv);
 158         if (optind + 1 != argc) {
 159                 usage(PROGRAM_KAERU);
 160                 exit(1);
 161         }
 162         global_flags.num_cards = 1;  // For latency metrics.
 163
 164         av_register_all();
 165         avformat_network_init();
 166
 167         HTTPD httpd;
 168
 169         AVOutputFormat *oformat = av_guess_format(global_flags.stream_mux_name.c_str(), nullptr, nullptr);
 170         assert(oformat != nullptr);
 171
 172         unique_ptr<AudioEncoder> audio_encoder;
 173         if (global_flags.transcode_audio) {
 174                 if (global_flags.stream_audio_codec_name.empty()) {
 175                         audio_encoder.reset(new AudioEncoder(AUDIO_OUTPUT_CODEC_NAME, DEFAULT_AUDIO_OUTPUT_BIT_RATE, oformat));
 176                 } else {
 177                         audio_encoder.reset(new AudioEncoder(global_flags.stream_audio_codec_name, global_flags.stream_audio_codec_bitrate, oformat));
 178                 }
 179         }
 180
 181         X264Encoder x264_encoder(oformat);
 182         unique_ptr<Mux> http_mux = create_mux(&httpd, oformat, &x264_encoder, audio_encoder.get());
 183         if (global_flags.transcode_audio) {
 184                 audio_encoder->add_mux(http_mux.get());
 185         }
 186         x264_encoder.add_mux(http_mux.get());
 187         global_x264_encoder = &x264_encoder;
 188
 189         FFmpegCapture video(argv[optind], global_flags.width, global_flags.height);
 190         video.set_pixel_format(FFmpegCapture::PixelFormat_NV12);
 191         video.set_frame_callback(bind(video_frame_callback, &video, &x264_encoder, audio_encoder.get(), _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _11));
 192         if (!global_flags.transcode_audio) {
 193                 video.set_audio_callback(bind(audio_frame_callback, http_mux.get(), _1, _2));
 194         }
 195         video.configure_card();
 196         video.start_bm_capture();
 197         video.change_rate(2.0);  // Be sure never to really fall behind, but also don't dump huge amounts of stuff onto x264.
 198
 199         httpd.start(9095);
 200
 201         signal(SIGUSR1, adjust_bitrate);
 202         signal(SIGUSR2, adjust_bitrate);
 203
 204         for ( ;; ) {
 205                 sleep(3600);
 206         }
 207 }