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