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 "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 MuxMetrics stream_mux_metrics;
  32
  33 int write_packet(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size, AVIODataMarkerType type, int64_t time)
  34 {
  35         static bool seen_sync_markers = false;
  36         static string stream_mux_header;
  37         HTTPD *httpd = (HTTPD *)opaque;
  38
  39         if (type == AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT || type == AVIO_DATA_MARKER_BOUNDARY_POINT) {
  40                 seen_sync_markers = true;
  41         } else if (type == AVIO_DATA_MARKER_UNKNOWN && !seen_sync_markers) {
  42                 // We don't know if this is a keyframe or not (the muxer could
  43                 // avoid marking it), so we just have to make the best of it.
  44                 type = AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT;
  45         }
  46
  47         if (type == AVIO_DATA_MARKER_HEADER) {
  48                 stream_mux_header.append((char *)buf, buf_size);
  49                 httpd->set_header(stream_mux_header);
  50         } else {
  51                 httpd->add_data((char *)buf, buf_size, type == AVIO_DATA_MARKER_SYNC_POINT);
  52         }
  53         return buf_size;
  54 }
  55
  56 unique_ptr<Mux> create_mux(HTTPD *httpd, AVOutputFormat *oformat, X264Encoder *x264_encoder, AudioEncoder *audio_encoder)
  57 {
  58         AVFormatContext *avctx = avformat_alloc_context();
  59         avctx->oformat = oformat;
  60
  61         uint8_t *buf = (uint8_t *)av_malloc(MUX_BUFFER_SIZE);
  62         avctx->pb = avio_alloc_context(buf, MUX_BUFFER_SIZE, 1, httpd, nullptr, nullptr, nullptr);
  63         avctx->pb->write_data_type = &write_packet;
  64         avctx->pb->ignore_boundary_point = 1;
  65
  66         string video_extradata = x264_encoder->get_global_headers();
  67
  68         unique_ptr<Mux> mux;
  69         int time_base = global_flags.stream_coarse_timebase ? COARSE_TIMEBASE : TIMEBASE;
  70         mux.reset(new Mux(avctx, global_flags.width, global_flags.height, Mux::CODEC_H264, video_extradata, audio_encoder->get_codec_parameters().get(), time_base,
  71                 /*write_callback=*/nullptr, Mux::WRITE_FOREGROUND, { &stream_mux_metrics }));
  72         stream_mux_metrics.init({{ "destination", "http" }});
  73         return mux;
  74 }
  75
  76 void video_frame_callback(FFmpegCapture *video, X264Encoder *x264_encoder, AudioEncoder *audio_encoder,
  77                           int64_t video_pts, AVRational video_timebase,
  78                           int64_t audio_pts, AVRational audio_timebase,
  79                           uint16_t timecode,
  80                           FrameAllocator::Frame video_frame, size_t video_offset, VideoFormat video_format,
  81                           FrameAllocator::Frame audio_frame, size_t audio_offset, AudioFormat audio_format)
  82 {
  83         if (video_pts >= 0 && video_frame.len > 0) {
  84                 ReceivedTimestamps ts;
  85                 ts.ts.push_back(steady_clock::now());
  86
  87                 video_pts = av_rescale_q(video_pts, video_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
  88                 int64_t frame_duration = TIMEBASE * video_format.frame_rate_den / video_format.frame_rate_nom;
  89                 x264_encoder->add_frame(video_pts, frame_duration, video->get_current_frame_ycbcr_format().luma_coefficients, video_frame.data + video_offset, ts);
  90                 global_basic_stats->update(frame_num++, /*dropped_frames=*/0);
  91         }
  92         if (audio_frame.len > 0) {
  93                 // FFmpegCapture takes care of this for us.
  94                 assert(audio_format.num_channels == 2);
  95                 assert(audio_format.sample_rate == OUTPUT_FREQUENCY);
  96
  97                 // TODO: Reduce some duplication against AudioMixer here.
  98                 size_t num_samples = audio_frame.len / (audio_format.bits_per_sample / 8);
  99                 vector<float> float_samples;
 100                 float_samples.resize(num_samples);
 101                 if (audio_format.bits_per_sample == 16) {
 102                         const int16_t *src = (const int16_t *)audio_frame.data;
 103                         float *dst = &float_samples[0];
 104                         for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i) {
 105                                 *dst++ = le16toh(*src++) * (1.0f / 32768.0f);
 106                         }
 107                 } else if (audio_format.bits_per_sample == 32) {
 108                         const int32_t *src = (const int32_t *)audio_frame.data;
 109                         float *dst = &float_samples[0];
 110                         for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i) {
 111                                 *dst++ = le32toh(*src++) * (1.0f / 2147483648.0f);
 112                         }
 113                 } else {
 114                         assert(false);
 115                 }
 116                 audio_pts = av_rescale_q(audio_pts, audio_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
 117                 audio_encoder->encode_audio(float_samples, audio_pts);
 118         }
 119
 120         if (video_frame.owner) {
 121                 video_frame.owner->release_frame(video_frame);
 122         }
 123         if (audio_frame.owner) {
 124                 audio_frame.owner->release_frame(audio_frame);
 125         }
 126 }
 127
 128 void audio_frame_callback(Mux *mux, const AVPacket *pkt, AVRational timebase)
 129 {
 130         mux->add_packet(*pkt, pkt->pts, pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE ? pkt->pts : pkt->dts, timebase);
 131 }
 132
 133 void adjust_bitrate(int signal)
 134 {
 135         int new_bitrate = global_flags.x264_bitrate;
 136         if (signal == SIGUSR1) {
 137                 new_bitrate += 100;
 138                 if (new_bitrate > 100000) {
 139                         fprintf(stderr, "Ignoring SIGUSR1, can't increase bitrate below 100000 kbit/sec (currently at %d kbit/sec)\n",
 140                                 global_flags.x264_bitrate);
 141                 } else {
 142                         fprintf(stderr, "Increasing bitrate to %d kbit/sec due to SIGUSR1.\n", new_bitrate);
 143                         global_flags.x264_bitrate = new_bitrate;
 144                         global_x264_encoder->change_bitrate(new_bitrate);
 145                 }
 146         } else if (signal == SIGUSR2) {
 147                 new_bitrate -= 100;
 148                 if (new_bitrate < 100) {
 149                         fprintf(stderr, "Ignoring SIGUSR1, can't decrease bitrate below 100 kbit/sec (currently at %d kbit/sec)\n",
 150                                 global_flags.x264_bitrate);
 151                 } else {
 152                         fprintf(stderr, "Decreasing bitrate to %d kbit/sec due to SIGUSR1.\n", new_bitrate);
 153                         global_flags.x264_bitrate = new_bitrate;
 154                         global_x264_encoder->change_bitrate(new_bitrate);
 155                 }
 156         }
 157 }
 158
 159 int main(int argc, char *argv[])
 160 {
 161         parse_flags(PROGRAM_KAERU, argc, argv);
 162         if (optind + 1 != argc) {
 163                 usage(PROGRAM_KAERU);
 164                 exit(1);
 165         }
 166         global_flags.num_cards = 1;  // For latency metrics.
 167
 168         av_register_all();
 169         avformat_network_init();
 170
 171         HTTPD httpd;
 172
 173         AVOutputFormat *oformat = av_guess_format(global_flags.stream_mux_name.c_str(), nullptr, nullptr);
 174         assert(oformat != nullptr);
 175
 176         unique_ptr<AudioEncoder> audio_encoder;
 177         if (global_flags.transcode_audio) {
 178                 if (global_flags.stream_audio_codec_name.empty()) {
 179                         audio_encoder.reset(new AudioEncoder(AUDIO_OUTPUT_CODEC_NAME, DEFAULT_AUDIO_OUTPUT_BIT_RATE, oformat));
 180                 } else {
 181                         audio_encoder.reset(new AudioEncoder(global_flags.stream_audio_codec_name, global_flags.stream_audio_codec_bitrate, oformat));
 182                 }
 183         }
 184
 185         X264Encoder x264_encoder(oformat);
 186         unique_ptr<Mux> http_mux = create_mux(&httpd, oformat, &x264_encoder, audio_encoder.get());
 187         if (global_flags.transcode_audio) {
 188                 audio_encoder->add_mux(http_mux.get());
 189         }
 190         x264_encoder.add_mux(http_mux.get());
 191         global_x264_encoder = &x264_encoder;
 192
 193         FFmpegCapture video(argv[optind], global_flags.width, global_flags.height);
 194         video.set_pixel_format(FFmpegCapture::PixelFormat_NV12);
 195         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));
 196         if (!global_flags.transcode_audio) {
 197                 video.set_audio_callback(bind(audio_frame_callback, http_mux.get(), _1, _2));
 198         }
 199         video.configure_card();
 200         video.start_bm_capture();
 201         video.change_rate(2.0);  // Be sure never to really fall behind, but also don't dump huge amounts of stuff onto x264.
 202
 203         BasicStats basic_stats(/*verbose=*/false);
 204         global_basic_stats = &basic_stats;
 205         httpd.start(9095);
 206
 207         signal(SIGUSR1, adjust_bitrate);
 208         signal(SIGUSR2, adjust_bitrate);
 209
 210         for ( ;; ) {
 211                 sleep(3600);
 212         }
 213 }