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

   1 #include <assert.h>
   2 #include <arpa/inet.h>
   3 #include <atomic>
   4 #include <chrono>
   5 #include <condition_variable>
   6 #include <dirent.h>
   7 #include <getopt.h>
   8 #include <memory>
   9 #include <mutex>
  10 #include <stdint.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <string>
  13 #include <sys/stat.h>
  14 #include <sys/types.h>
  15 #include <thread>
  16 #include <vector>
  17
  18 extern "C" {
  19 #include <libavformat/avformat.h>
  20 }
  21
  22 #include "clip_list.h"
  23 #include "context.h"
  24 #include "defs.h"
  25 #include "disk_space_estimator.h"
  26 #include "ffmpeg_raii.h"
  27 #include "flags.h"
  28 #include "frame_on_disk.h"
  29 #include "frame.pb.h"
  30 #include "httpd.h"
  31 #include "mainwindow.h"
  32 #include "player.h"
  33 #include "post_to_main_thread.h"
  34 #include "ref_counted_gl_sync.h"
  35 #include "timebase.h"
  36 #include "ui_mainwindow.h"
  37 #include "vaapi_jpeg_decoder.h"
  38
  39 #include <QApplication>
  40 #include <QGLFormat>
  41 #include <QSurfaceFormat>
  42 #include <movit/init.h>
  43 #include <movit/util.h>
  44
  45 using namespace std;
  46 using namespace std::chrono;
  47
  48 constexpr char frame_magic[] = "Ftbifrm0";
  49 constexpr size_t frame_magic_len = 8;
  50
  51 mutex RefCountedGLsync::fence_lock;
  52 atomic<bool> should_quit{false};
  53
  54 int64_t start_pts = -1;
  55
  56 // TODO: Replace by some sort of GUI control, I guess.
  57 int64_t current_pts = 0;
  58
  59 struct FrameFile {
  60         FILE *fp = nullptr;
  61         unsigned filename_idx;
  62         size_t frames_written_so_far = 0;
  63 };
  64 std::map<int, FrameFile> open_frame_files;
  65
  66 mutex frame_mu;
  67 vector<FrameOnDisk> frames[MAX_STREAMS];  // Under frame_mu.
  68 vector<string> frame_filenames;  // Under frame_mu.
  69
  70 namespace {
  71
  72 FrameOnDisk write_frame(int stream_idx, int64_t pts, const uint8_t *data, size_t size, DB *db)
  73 {
  74         if (open_frame_files.count(stream_idx) == 0) {
  75                 char filename[256];
  76                 snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/frames/cam%d-pts%09ld.frames",
  77                         global_flags.working_directory.c_str(), stream_idx, pts);
  78                 FILE *fp = fopen(filename, "wb");
  79                 if (fp == nullptr) {
  80                         perror(filename);
  81                         exit(1);
  82                 }
  83
  84                 lock_guard<mutex> lock(frame_mu);
  85                 unsigned filename_idx = frame_filenames.size();
  86                 frame_filenames.push_back(filename);
  87                 open_frame_files[stream_idx] = FrameFile{ fp, filename_idx, 0 };
  88         }
  89
  90         FrameFile &file = open_frame_files[stream_idx];
  91         unsigned filename_idx = file.filename_idx;
  92         string filename;
  93         {
  94                 lock_guard<mutex> lock(frame_mu);
  95                 filename = frame_filenames[filename_idx];
  96         }
  97
  98         FrameHeaderProto hdr;
  99         hdr.set_stream_idx(stream_idx);
 100         hdr.set_pts(pts);
 101         hdr.set_file_size(size);
 102
 103         string serialized;
 104         if (!hdr.SerializeToString(&serialized)) {
 105                 fprintf(stderr, "Frame header serialization failed.\n");
 106                 exit(1);
 107         }
 108         uint32_t len = htonl(serialized.size());
 109
 110         if (fwrite(frame_magic, frame_magic_len, 1, file.fp) != 1) {
 111                 perror("fwrite");
 112                 exit(1);
 113         }
 114         if (fwrite(&len, sizeof(len), 1, file.fp) != 1) {
 115                 perror("fwrite");
 116                 exit(1);
 117         }
 118         if (fwrite(serialized.data(), serialized.size(), 1, file.fp) != 1) {
 119                 perror("fwrite");
 120                 exit(1);
 121         }
 122         off_t offset = ftell(file.fp);
 123         if (fwrite(data, size, 1, file.fp) != 1) {
 124                 perror("fwrite");
 125                 exit(1);
 126         }
 127         fflush(file.fp);  // No fsync(), though. We can accept losing a few frames.
 128         global_disk_space_estimator->report_write(filename, 8 + sizeof(len) + serialized.size() + size, pts);
 129
 130         FrameOnDisk frame;
 131         frame.pts = pts;
 132         frame.filename_idx = filename_idx;
 133         frame.offset = offset;
 134         frame.size = size;
 135
 136         {
 137                 lock_guard<mutex> lock(frame_mu);
 138                 assert(stream_idx < MAX_STREAMS);
 139                 frames[stream_idx].push_back(frame);
 140         }
 141
 142         if (++file.frames_written_so_far >= 1000) {
 143                 size_t size = ftell(file.fp);
 144
 145                 // Start a new file next time.
 146                 if (fclose(file.fp) != 0) {
 147                         perror("fclose");
 148                         exit(1);
 149                 }
 150                 open_frame_files.erase(stream_idx);
 151
 152                 // Write information about all frames in the finished file to SQLite.
 153                 // (If we crash before getting to do this, we'll be scanning through
 154                 // the file on next startup, and adding it to the database then.)
 155                 // NOTE: Since we don't fsync(), we could in theory get broken data
 156                 // but with the right size, but it would seem unlikely.
 157                 vector<DB::FrameOnDiskAndStreamIdx> frames_this_file;
 158                 {
 159                         lock_guard<mutex> lock(frame_mu);
 160                         for (size_t stream_idx = 0; stream_idx < MAX_STREAMS; ++stream_idx) {
 161                                 for (const FrameOnDisk &frame : frames[stream_idx]) {
 162                                         if (frame.filename_idx == filename_idx) {
 163                                                 frames_this_file.emplace_back(DB::FrameOnDiskAndStreamIdx{ frame, unsigned(stream_idx) });
 164                                         }
 165                                 }
 166                         }
 167                 }
 168                 db->store_frame_file(filename, size, frames_this_file);
 169         }
 170
 171         return frame;
 172 }
 173
 174 } // namespace
 175
 176 HTTPD *global_httpd;
 177
 178 void load_existing_frames();
 179 int record_thread_func();
 180
 181 int main(int argc, char **argv)
 182 {
 183         parse_flags(argc, argv);
 184         if (optind == argc) {
 185                 global_flags.stream_source = "multiangle.mp4";
 186                 global_flags.slow_down_input = true;
 187         } else if (optind + 1 == argc) {
 188                 global_flags.stream_source = argv[optind];
 189         } else {
 190                 usage();
 191                 exit(1);
 192         }
 193
 194         string frame_dir = global_flags.working_directory + "/frames";
 195
 196         struct stat st;
 197         if (stat(frame_dir.c_str(), &st) == -1) {
 198                 fprintf(stderr, "%s does not exist, creating it.\n", frame_dir.c_str());
 199                 if (mkdir(frame_dir.c_str(), 0777) == -1) {
 200                         perror(global_flags.working_directory.c_str());
 201                         exit(1);
 202                 }
 203         }
 204
 205         avformat_network_init();
 206         global_httpd = new HTTPD;
 207
 208         QCoreApplication::setAttribute(Qt::AA_ShareOpenGLContexts, true);
 209
 210         QSurfaceFormat fmt;
 211         fmt.setDepthBufferSize(0);
 212         fmt.setStencilBufferSize(0);
 213         fmt.setProfile(QSurfaceFormat::CoreProfile);
 214         fmt.setMajorVersion(4);
 215         fmt.setMinorVersion(5);
 216
 217         // Turn off vsync, since Qt generally gives us at most frame rate
 218         // (display frequency) / (number of QGLWidgets active).
 219         fmt.setSwapInterval(0);
 220
 221         QSurfaceFormat::setDefaultFormat(fmt);
 222
 223         QGLFormat::setDefaultFormat(QGLFormat::fromSurfaceFormat(fmt));
 224
 225         QApplication app(argc, argv);
 226         global_share_widget = new QGLWidget();
 227         if (!global_share_widget->isValid()) {
 228                 fprintf(stderr, "Failed to initialize OpenGL. Futatabi needs at least OpenGL 4.5 to function properly.\n");
 229                 exit(1);
 230         }
 231
 232         // Initialize Movit.
 233         {
 234                 QSurface *surface = create_surface();
 235                 QOpenGLContext *context = create_context(surface);
 236                 make_current(context, surface);
 237                 CHECK(movit::init_movit(MOVIT_SHADER_DIR, movit::MOVIT_DEBUG_OFF));
 238                 delete_context(context);
 239                 // TODO: Delete the surface, too.
 240         }
 241
 242         MainWindow main_window;
 243         main_window.show();
 244
 245         global_httpd->add_endpoint("/queue_status", bind(&MainWindow::get_queue_status, &main_window), HTTPD::NO_CORS_POLICY);
 246         global_httpd->start(global_flags.http_port);
 247
 248         init_jpeg_vaapi();
 249
 250         load_existing_frames();
 251         thread record_thread(record_thread_func);
 252
 253         int ret = app.exec();
 254
 255         should_quit = true;
 256         record_thread.join();
 257         JPEGFrameView::shutdown();
 258
 259         return ret;
 260 }
 261
 262 void load_frame_file(const char *filename, unsigned filename_idx, DB *db)
 263 {
 264         struct stat st;
 265         if (stat(filename, &st) == -1) {
 266                 perror(filename);
 267                 exit(1);
 268         }
 269
 270         vector<DB::FrameOnDiskAndStreamIdx> all_frames = db->load_frame_file(filename, st.st_size, filename_idx);
 271         if (!all_frames.empty()) {
 272                 // We already had this cached in the database, so no need to look in the file.
 273                 for (const DB::FrameOnDiskAndStreamIdx &frame : all_frames) {
 274                         if (frame.stream_idx >= 0 && frame.stream_idx < MAX_STREAMS) {
 275                                 frames[frame.stream_idx].push_back(frame.frame);
 276                                 start_pts = max(start_pts, frame.frame.pts);
 277                         }
 278                 }
 279                 return;
 280         }
 281
 282         FILE *fp = fopen(filename, "rb");
 283         if (fp == nullptr) {
 284                 perror(filename);
 285                 exit(1);
 286         }
 287
 288         size_t magic_offset = 0;
 289         size_t skipped_bytes = 0;
 290         while (!feof(fp) && !ferror(fp)) {
 291                 int ch = getc(fp);
 292                 if (ch == -1) {
 293                         break;
 294                 }
 295                 if (ch != frame_magic[magic_offset++]) {
 296                         skipped_bytes += magic_offset;
 297                         magic_offset = 0;
 298                         continue;
 299                 }
 300                 if (magic_offset < frame_magic_len) {
 301                         // Still reading the magic (hopefully).
 302                         continue;
 303                 }
 304
 305                 // OK, found the magic. Try to parse the frame header.
 306                 magic_offset = 0;
 307
 308                 if (skipped_bytes > 0)  {
 309                         fprintf(stderr, "WARNING: %s: Skipped %zu garbage bytes in the middle.\n",
 310                                 filename, skipped_bytes);
 311                         skipped_bytes = 0;
 312                 }
 313
 314                 uint32_t len;
 315                 if (fread(&len, sizeof(len), 1, fp) != 1) {
 316                         fprintf(stderr, "WARNING: %s: Short read when getting length.\n", filename);
 317                         break;
 318                 }
 319
 320                 string serialized;
 321                 serialized.resize(ntohl(len));
 322                 if (fread(&serialized[0], serialized.size(), 1, fp) != 1) {
 323                         fprintf(stderr, "WARNING: %s: Short read when reading frame header (%zu bytes).\n", filename, serialized.size());
 324                         break;
 325                 }
 326
 327                 FrameHeaderProto hdr;
 328                 if (!hdr.ParseFromString(serialized)) {
 329                         fprintf(stderr, "WARNING: %s: Corrupted frame header.\n", filename);
 330                         continue;
 331                 }
 332
 333                 FrameOnDisk frame;
 334                 frame.pts = hdr.pts();
 335                 frame.offset = ftell(fp);
 336                 frame.filename_idx = filename_idx;
 337                 frame.size = hdr.file_size();
 338
 339                 if (fseek(fp, frame.offset + frame.size, SEEK_SET) == -1) {
 340                         fprintf(stderr, "WARNING: %s: Could not seek past frame (probably truncated).\n", filename);
 341                         continue;
 342                 }
 343
 344                 if (hdr.stream_idx() >= 0 && hdr.stream_idx() < MAX_STREAMS) {
 345                         frames[hdr.stream_idx()].push_back(frame);
 346                         start_pts = max(start_pts, hdr.pts());
 347                 }
 348                 all_frames.emplace_back(DB::FrameOnDiskAndStreamIdx{ frame, unsigned(hdr.stream_idx()) });
 349         }
 350
 351         if (skipped_bytes > 0) {
 352                 fprintf(stderr, "WARNING: %s: Skipped %zu garbage bytes at the end.\n",
 353                         filename, skipped_bytes);
 354         }
 355
 356         size_t size = ftell(fp);
 357         fclose(fp);
 358
 359         db->store_frame_file(filename, size, all_frames);
 360 }
 361
 362 void load_existing_frames()
 363 {
 364         DB db(global_flags.working_directory + "/futatabi.db");
 365
 366         string frame_dir = global_flags.working_directory + "/frames";
 367         DIR *dir = opendir(frame_dir.c_str());
 368         if (dir == nullptr) {
 369                 perror("frames/");
 370                 start_pts = 0;
 371                 return;
 372         }
 373
 374         for ( ;; ) {
 375                 errno = 0;
 376                 dirent *de = readdir(dir);
 377                 if (de == nullptr) {
 378                         if (errno != 0) {
 379                                 perror("readdir");
 380                                 exit(1);
 381                         }
 382                         break;
 383                 }
 384
 385                 if (de->d_type == DT_REG) {
 386                         string filename = frame_dir + "/" + de->d_name;
 387                         load_frame_file(filename.c_str(), frame_filenames.size(), &db);
 388                         frame_filenames.push_back(filename);
 389                 }
 390         }
 391
 392         closedir(dir);
 393
 394         if (start_pts == -1) {
 395                 start_pts = 0;
 396         } else {
 397                 // Add a gap of one second from the old frames to the new ones.
 398                 start_pts += TIMEBASE;
 399         }
 400
 401         for (int stream_idx = 0; stream_idx < MAX_STREAMS; ++stream_idx) {
 402                 sort(frames[stream_idx].begin(), frames[stream_idx].end(),
 403                         [](const auto &a, const auto &b) { return a.pts < b.pts; });
 404         }
 405 }
 406
 407 int record_thread_func()
 408 {
 409         auto format_ctx = avformat_open_input_unique(global_flags.stream_source.c_str(), nullptr, nullptr);
 410         if (format_ctx == nullptr) {
 411                 fprintf(stderr, "%s: Error opening file\n", global_flags.stream_source.c_str());
 412                 return 1;
 413         }
 414
 415         int64_t last_pts = -1;
 416         int64_t pts_offset;
 417         DB db(global_flags.working_directory + "/futatabi.db");
 418
 419         while (!should_quit.load()) {
 420                 AVPacket pkt;
 421                 unique_ptr<AVPacket, decltype(av_packet_unref)*> pkt_cleanup(
 422                         &pkt, av_packet_unref);
 423                 av_init_packet(&pkt);
 424                 pkt.data = nullptr;
 425                 pkt.size = 0;
 426
 427                 // TODO: Make it possible to abort av_read_frame() (use an interrupt callback);
 428                 // right now, should_quit will be ignored if it's hung on I/O.
 429                 if (av_read_frame(format_ctx.get(), &pkt) != 0) {
 430                         break;
 431                 }
 432
 433                 // Convert pts to our own timebase.
 434                 AVRational stream_timebase = format_ctx->streams[pkt.stream_index]->time_base;
 435                 int64_t pts = av_rescale_q(pkt.pts, stream_timebase, AVRational{ 1, TIMEBASE });
 436
 437                 // Translate offset into our stream.
 438                 if (last_pts == -1) {
 439                         pts_offset = start_pts - pts;
 440                 }
 441                 pts = std::max(pts + pts_offset, start_pts);
 442
 443                 //fprintf(stderr, "Got a frame from camera %d, pts = %ld, size = %d\n",
 444                 //      pkt.stream_index, pts, pkt.size);
 445                 FrameOnDisk frame = write_frame(pkt.stream_index, pts, pkt.data, pkt.size, &db);
 446
 447                 post_to_main_thread([pkt, frame] {
 448                         if (pkt.stream_index == 0) {
 449                                 global_mainwindow->ui->input1_display->setFrame(pkt.stream_index, frame);
 450                         } else if (pkt.stream_index == 1) {
 451                                 global_mainwindow->ui->input2_display->setFrame(pkt.stream_index, frame);
 452                         } else if (pkt.stream_index == 2) {
 453                                 global_mainwindow->ui->input3_display->setFrame(pkt.stream_index, frame);
 454                         } else if (pkt.stream_index == 3) {
 455                                 global_mainwindow->ui->input4_display->setFrame(pkt.stream_index, frame);
 456                         }
 457                 });
 458
 459                 if (last_pts != -1 && global_flags.slow_down_input) {
 460                         this_thread::sleep_for(microseconds((pts - last_pts) * 1000000 / TIMEBASE));
 461                 }
 462                 last_pts = pts;
 463                 current_pts = pts;
 464         }
 465
 466         return 0;
 467 }