]> git.sesse.net Git - nageru/blob - theme.cpp
Add a Lua function to rewind the video.
[nageru] / theme.cpp
1 #include "theme.h"
2
3 #include <assert.h>
4 #include <bmusb/bmusb.h>
5 #include <epoxy/gl.h>
6 #include <lauxlib.h>
7 #include <lua.hpp>
8 #include <movit/effect.h>
9 #include <movit/effect_chain.h>
10 #include <movit/image_format.h>
11 #include <movit/mix_effect.h>
12 #include <movit/multiply_effect.h>
13 #include <movit/overlay_effect.h>
14 #include <movit/padding_effect.h>
15 #include <movit/resample_effect.h>
16 #include <movit/resize_effect.h>
17 #include <movit/util.h>
18 #include <movit/white_balance_effect.h>
19 #include <movit/ycbcr.h>
20 #include <movit/ycbcr_input.h>
21 #include <stdio.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <cstddef>
24 #include <memory>
25 #include <new>
26 #include <utility>
27
28 #include "defs.h"
29 #include "deinterlace_effect.h"
30 #include "ffmpeg_capture.h"
31 #include "flags.h"
32 #include "image_input.h"
33 #include "input.h"
34 #include "input_state.h"
35 #include "pbo_frame_allocator.h"
36
37 class Mixer;
38
39 namespace movit {
40 class ResourcePool;
41 }  // namespace movit
42
43 using namespace std;
44 using namespace movit;
45
46 extern Mixer *global_mixer;
47
48 namespace {
49
50 // Contains basically the same data as InputState, but does not hold on to
51 // a reference to the frames. This is important so that we can release them
52 // without having to wait for Lua's GC.
53 struct InputStateInfo {
54         InputStateInfo(const InputState& input_state);
55
56         unsigned last_width[MAX_VIDEO_CARDS], last_height[MAX_VIDEO_CARDS];
57         bool last_interlaced[MAX_VIDEO_CARDS], last_has_signal[MAX_VIDEO_CARDS], last_is_connected[MAX_VIDEO_CARDS];
58         unsigned last_frame_rate_nom[MAX_VIDEO_CARDS], last_frame_rate_den[MAX_VIDEO_CARDS];
59 };
60
61 InputStateInfo::InputStateInfo(const InputState &input_state)
62 {
63         for (unsigned signal_num = 0; signal_num < MAX_VIDEO_CARDS; ++signal_num) {
64                 BufferedFrame frame = input_state.buffered_frames[signal_num][0];
65                 if (frame.frame == nullptr) {
66                         last_width[signal_num] = last_height[signal_num] = 0;
67                         last_interlaced[signal_num] = false;
68                         last_has_signal[signal_num] = false;
69                         last_is_connected[signal_num] = false;
70                         continue;
71                 }
72                 const PBOFrameAllocator::Userdata *userdata = (const PBOFrameAllocator::Userdata *)frame.frame->userdata;
73                 last_width[signal_num] = userdata->last_width[frame.field_number];
74                 last_height[signal_num] = userdata->last_height[frame.field_number];
75                 last_interlaced[signal_num] = userdata->last_interlaced;
76                 last_has_signal[signal_num] = userdata->last_has_signal;
77                 last_is_connected[signal_num] = userdata->last_is_connected;
78                 last_frame_rate_nom[signal_num] = userdata->last_frame_rate_nom;
79                 last_frame_rate_den[signal_num] = userdata->last_frame_rate_den;
80         }
81 }
82
83 class LuaRefWithDeleter {
84 public:
85         LuaRefWithDeleter(mutex *m, lua_State *L, int ref) : m(m), L(L), ref(ref) {}
86         ~LuaRefWithDeleter() {
87                 unique_lock<mutex> lock(*m);
88                 luaL_unref(L, LUA_REGISTRYINDEX, ref);
89         }
90         int get() const { return ref; }
91
92 private:
93         LuaRefWithDeleter(const LuaRefWithDeleter &) = delete;
94
95         mutex *m;
96         lua_State *L;
97         int ref;
98 };
99
100 template<class T, class... Args>
101 int wrap_lua_object(lua_State* L, const char *class_name, Args&&... args)
102 {
103         // Construct the C++ object and put it on the stack.
104         void *mem = lua_newuserdata(L, sizeof(T));
105         new(mem) T(forward<Args>(args)...);
106
107         // Look up the metatable named <class_name>, and set it on the new object.
108         luaL_getmetatable(L, class_name);
109         lua_setmetatable(L, -2);
110
111         return 1;
112 }
113
114 // Like wrap_lua_object, but the object is not owned by Lua; ie. it's not freed
115 // by Lua GC. This is typically the case for Effects, which are owned by EffectChain
116 // and expected to be destructed by it. The object will be of type T** instead of T*
117 // when exposed to Lua.
118 //
119 // Note that we currently leak if you allocate an Effect in this way and never call
120 // add_effect. We should see if there's a way to e.g. set __gc on it at construction time
121 // and then release that once add_effect() takes ownership.
122 template<class T, class... Args>
123 int wrap_lua_object_nonowned(lua_State* L, const char *class_name, Args&&... args)
124 {
125         // Construct the pointer ot the C++ object and put it on the stack.
126         T **obj = (T **)lua_newuserdata(L, sizeof(T *));
127         *obj = new T(forward<Args>(args)...);
128
129         // Look up the metatable named <class_name>, and set it on the new object.
130         luaL_getmetatable(L, class_name);
131         lua_setmetatable(L, -2);
132
133         return 1;
134 }
135
136 Theme *get_theme_updata(lua_State* L)
137 {       
138         luaL_checktype(L, lua_upvalueindex(1), LUA_TLIGHTUSERDATA);
139         return (Theme *)lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1));
140 }
141
142 Effect *get_effect(lua_State *L, int idx)
143 {
144         if (luaL_testudata(L, idx, "WhiteBalanceEffect") ||
145             luaL_testudata(L, idx, "ResampleEffect") ||
146             luaL_testudata(L, idx, "PaddingEffect") ||
147             luaL_testudata(L, idx, "IntegralPaddingEffect") ||
148             luaL_testudata(L, idx, "OverlayEffect") ||
149             luaL_testudata(L, idx, "ResizeEffect") ||
150             luaL_testudata(L, idx, "MultiplyEffect") ||
151             luaL_testudata(L, idx, "MixEffect") ||
152             luaL_testudata(L, idx, "ImageInput")) {
153                 return *(Effect **)lua_touserdata(L, idx);
154         }
155         luaL_error(L, "Error: Index #%d was not an Effect type\n", idx);
156         return nullptr;
157 }
158
159 InputStateInfo *get_input_state_info(lua_State *L, int idx)
160 {
161         if (luaL_testudata(L, idx, "InputStateInfo")) {
162                 return (InputStateInfo *)lua_touserdata(L, idx);
163         }
164         luaL_error(L, "Error: Index #%d was not InputStateInfo\n", idx);
165         return nullptr;
166 }
167
168 bool checkbool(lua_State* L, int idx)
169 {
170         luaL_checktype(L, idx, LUA_TBOOLEAN);
171         return lua_toboolean(L, idx);
172 }
173
174 string checkstdstring(lua_State *L, int index)
175 {
176         size_t len;
177         const char* cstr = lua_tolstring(L, index, &len);
178         return string(cstr, len);
179 }
180
181 int EffectChain_new(lua_State* L)
182 {
183         assert(lua_gettop(L) == 2);
184         Theme *theme = get_theme_updata(L);
185         int aspect_w = luaL_checknumber(L, 1);
186         int aspect_h = luaL_checknumber(L, 2);
187
188         return wrap_lua_object<EffectChain>(L, "EffectChain", aspect_w, aspect_h, theme->get_resource_pool());
189 }
190
191 int EffectChain_gc(lua_State* L)
192 {
193         assert(lua_gettop(L) == 1);
194         EffectChain *chain = (EffectChain *)luaL_checkudata(L, 1, "EffectChain");
195         chain->~EffectChain();
196         return 0;
197 }
198
199 int EffectChain_add_live_input(lua_State* L)
200 {
201         assert(lua_gettop(L) == 3);
202         Theme *theme = get_theme_updata(L);
203         EffectChain *chain = (EffectChain *)luaL_checkudata(L, 1, "EffectChain");
204         bool override_bounce = checkbool(L, 2);
205         bool deinterlace = checkbool(L, 3);
206         bmusb::PixelFormat pixel_format = global_flags.ten_bit_input ? bmusb::PixelFormat_10BitYCbCr : bmusb::PixelFormat_8BitYCbCr;
207
208         // Needs to be nonowned to match add_video_input (see below).
209         return wrap_lua_object_nonowned<LiveInputWrapper>(L, "LiveInputWrapper", theme, chain, pixel_format, override_bounce, deinterlace);
210 }
211
212 int EffectChain_add_video_input(lua_State* L)
213 {
214         assert(lua_gettop(L) == 3);
215         Theme *theme = get_theme_updata(L);
216         EffectChain *chain = (EffectChain *)luaL_checkudata(L, 1, "EffectChain");
217         FFmpegCapture **capture = (FFmpegCapture **)luaL_checkudata(L, 2, "VideoInput");
218         bool deinterlace = checkbool(L, 3);
219
220         // These need to be nonowned, so that the LiveInputWrapper still exists
221         // and can feed frames to the right EffectChain even if the Lua code
222         // doesn't care about the object anymore. (If we change this, we'd need
223         // to also unregister the signal connection on __gc.)
224         int ret = wrap_lua_object_nonowned<LiveInputWrapper>(
225                 L, "LiveInputWrapper", theme, chain, bmusb::PixelFormat_8BitRGBA,
226                 /*override_bounce=*/false, deinterlace);
227         if (ret == 1) {
228                 Theme *theme = get_theme_updata(L);
229                 LiveInputWrapper **live_input = (LiveInputWrapper **)lua_touserdata(L, -1);
230                 theme->register_signal_connection(*live_input, *capture);
231         }
232         return ret;
233 }
234
235 int EffectChain_add_effect(lua_State* L)
236 {
237         assert(lua_gettop(L) >= 2);
238         EffectChain *chain = (EffectChain *)luaL_checkudata(L, 1, "EffectChain");
239
240         // TODO: Better error reporting.
241         Effect *effect = get_effect(L, 2);
242         if (lua_gettop(L) == 2) {
243                 if (effect->num_inputs() == 0) {
244                         chain->add_input((Input *)effect);
245                 } else {
246                         chain->add_effect(effect);
247                 }
248         } else {
249                 vector<Effect *> inputs;
250                 for (int idx = 3; idx <= lua_gettop(L); ++idx) {
251                         if (luaL_testudata(L, idx, "LiveInputWrapper")) {
252                                 LiveInputWrapper **input = (LiveInputWrapper **)lua_touserdata(L, idx);
253                                 inputs.push_back((*input)->get_effect());
254                         } else {
255                                 inputs.push_back(get_effect(L, idx));
256                         }
257                 }
258                 chain->add_effect(effect, inputs);
259         }
260
261         lua_settop(L, 2);  // Return the effect itself.
262
263         // Make sure Lua doesn't garbage-collect it away.
264         lua_pushvalue(L, -1);
265         luaL_ref(L, LUA_REGISTRYINDEX);  // TODO: leak?
266
267         return 1;
268 }
269
270 int EffectChain_finalize(lua_State* L)
271 {
272         assert(lua_gettop(L) == 2);
273         EffectChain *chain = (EffectChain *)luaL_checkudata(L, 1, "EffectChain");
274         bool is_main_chain = checkbool(L, 2);
275
276         // Add outputs as needed.
277         // NOTE: If you change any details about the output format, you will need to
278         // also update what's given to the muxer (HTTPD::Mux constructor) and
279         // what's put in the H.264 stream (sps_rbsp()).
280         ImageFormat inout_format;
281         inout_format.color_space = COLORSPACE_REC_709;
282
283         // Output gamma is tricky. We should output Rec. 709 for TV, except that
284         // we expect to run with web players and others that don't really care and
285         // just output with no conversion. So that means we'll need to output sRGB,
286         // even though H.264 has no setting for that (we use “unspecified”).
287         inout_format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
288
289         if (is_main_chain) {
290                 YCbCrFormat output_ycbcr_format;
291                 // We actually output 4:2:0 and/or 4:2:2 in the end, but chroma subsampling
292                 // happens in a pass not run by Movit (see ChromaSubsampler::subsample_chroma()).
293                 output_ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 1;
294                 output_ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 1;
295
296                 // This will be overridden if HDMI/SDI output is in force.
297                 if (global_flags.ycbcr_rec709_coefficients) {
298                         output_ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_709;
299                 } else {
300                         output_ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
301                 }
302
303                 output_ycbcr_format.full_range = false;
304                 output_ycbcr_format.num_levels = 1 << global_flags.x264_bit_depth;
305
306                 GLenum type = global_flags.x264_bit_depth > 8 ? GL_UNSIGNED_SHORT : GL_UNSIGNED_BYTE;
307
308                 chain->add_ycbcr_output(inout_format, OUTPUT_ALPHA_FORMAT_POSTMULTIPLIED, output_ycbcr_format, YCBCR_OUTPUT_SPLIT_Y_AND_CBCR, type);
309
310                 // If we're using zerocopy video encoding (so the destination
311                 // Y texture is owned by VA-API and will be unavailable for
312                 // display), add a copy, where we'll only be using the Y component.
313                 if (global_flags.use_zerocopy) {
314                         chain->add_ycbcr_output(inout_format, OUTPUT_ALPHA_FORMAT_POSTMULTIPLIED, output_ycbcr_format, YCBCR_OUTPUT_INTERLEAVED, type);  // Add a copy where we'll only be using the Y component.
315                 }
316                 chain->set_dither_bits(global_flags.x264_bit_depth > 8 ? 16 : 8);
317                 chain->set_output_origin(OUTPUT_ORIGIN_TOP_LEFT);
318         } else {
319                 chain->add_output(inout_format, OUTPUT_ALPHA_FORMAT_POSTMULTIPLIED);
320         }
321
322         chain->finalize();
323         return 0;
324 }
325
326 int LiveInputWrapper_connect_signal(lua_State* L)
327 {
328         assert(lua_gettop(L) == 2);
329         LiveInputWrapper **input = (LiveInputWrapper **)luaL_checkudata(L, 1, "LiveInputWrapper");
330         int signal_num = luaL_checknumber(L, 2);
331         (*input)->connect_signal(signal_num);
332         return 0;
333 }
334
335 int ImageInput_new(lua_State* L)
336 {
337         assert(lua_gettop(L) == 1);
338         string filename = checkstdstring(L, 1);
339         return wrap_lua_object_nonowned<ImageInput>(L, "ImageInput", filename);
340 }
341
342 int VideoInput_new(lua_State* L)
343 {
344         assert(lua_gettop(L) == 1);
345         string filename = checkstdstring(L, 1);
346         int ret = wrap_lua_object_nonowned<FFmpegCapture>(L, "VideoInput", filename, global_flags.width, global_flags.height);
347         if (ret == 1) {
348                 Theme *theme = get_theme_updata(L);
349                 FFmpegCapture **capture = (FFmpegCapture **)lua_touserdata(L, -1);
350                 theme->register_video_input(*capture);
351         }
352         return ret;
353 }
354
355 int VideoInput_rewind(lua_State* L)
356 {
357         assert(lua_gettop(L) == 1);
358         FFmpegCapture **video_input = (FFmpegCapture **)luaL_checkudata(L, 1, "VideoInput");
359         (*video_input)->rewind();
360         return 0;
361 }
362
363 int WhiteBalanceEffect_new(lua_State* L)
364 {
365         assert(lua_gettop(L) == 0);
366         return wrap_lua_object_nonowned<WhiteBalanceEffect>(L, "WhiteBalanceEffect");
367 }
368
369 int ResampleEffect_new(lua_State* L)
370 {
371         assert(lua_gettop(L) == 0);
372         return wrap_lua_object_nonowned<ResampleEffect>(L, "ResampleEffect");
373 }
374
375 int PaddingEffect_new(lua_State* L)
376 {
377         assert(lua_gettop(L) == 0);
378         return wrap_lua_object_nonowned<PaddingEffect>(L, "PaddingEffect");
379 }
380
381 int IntegralPaddingEffect_new(lua_State* L)
382 {
383         assert(lua_gettop(L) == 0);
384         return wrap_lua_object_nonowned<IntegralPaddingEffect>(L, "IntegralPaddingEffect");
385 }
386
387 int OverlayEffect_new(lua_State* L)
388 {
389         assert(lua_gettop(L) == 0);
390         return wrap_lua_object_nonowned<OverlayEffect>(L, "OverlayEffect");
391 }
392
393 int ResizeEffect_new(lua_State* L)
394 {
395         assert(lua_gettop(L) == 0);
396         return wrap_lua_object_nonowned<ResizeEffect>(L, "ResizeEffect");
397 }
398
399 int MultiplyEffect_new(lua_State* L)
400 {
401         assert(lua_gettop(L) == 0);
402         return wrap_lua_object_nonowned<MultiplyEffect>(L, "MultiplyEffect");
403 }
404
405 int MixEffect_new(lua_State* L)
406 {
407         assert(lua_gettop(L) == 0);
408         return wrap_lua_object_nonowned<MixEffect>(L, "MixEffect");
409 }
410
411 int InputStateInfo_get_width(lua_State* L)
412 {
413         assert(lua_gettop(L) == 2);
414         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
415         Theme *theme = get_theme_updata(L);
416         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
417         lua_pushnumber(L, input_state_info->last_width[signal_num]);
418         return 1;
419 }
420
421 int InputStateInfo_get_height(lua_State* L)
422 {
423         assert(lua_gettop(L) == 2);
424         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
425         Theme *theme = get_theme_updata(L);
426         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
427         lua_pushnumber(L, input_state_info->last_height[signal_num]);
428         return 1;
429 }
430
431 int InputStateInfo_get_interlaced(lua_State* L)
432 {
433         assert(lua_gettop(L) == 2);
434         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
435         Theme *theme = get_theme_updata(L);
436         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
437         lua_pushboolean(L, input_state_info->last_interlaced[signal_num]);
438         return 1;
439 }
440
441 int InputStateInfo_get_has_signal(lua_State* L)
442 {
443         assert(lua_gettop(L) == 2);
444         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
445         Theme *theme = get_theme_updata(L);
446         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
447         lua_pushboolean(L, input_state_info->last_has_signal[signal_num]);
448         return 1;
449 }
450
451 int InputStateInfo_get_is_connected(lua_State* L)
452 {
453         assert(lua_gettop(L) == 2);
454         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
455         Theme *theme = get_theme_updata(L);
456         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
457         lua_pushboolean(L, input_state_info->last_is_connected[signal_num]);
458         return 1;
459 }
460
461 int InputStateInfo_get_frame_rate_nom(lua_State* L)
462 {
463         assert(lua_gettop(L) == 2);
464         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
465         Theme *theme = get_theme_updata(L);
466         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
467         lua_pushnumber(L, input_state_info->last_frame_rate_nom[signal_num]);
468         return 1;
469 }
470
471 int InputStateInfo_get_frame_rate_den(lua_State* L)
472 {
473         assert(lua_gettop(L) == 2);
474         InputStateInfo *input_state_info = get_input_state_info(L, 1);
475         Theme *theme = get_theme_updata(L);
476         int signal_num = theme->map_signal(luaL_checknumber(L, 2));
477         lua_pushnumber(L, input_state_info->last_frame_rate_den[signal_num]);
478         return 1;
479 }
480
481 int Effect_set_float(lua_State *L)
482 {
483         assert(lua_gettop(L) == 3);
484         Effect *effect = (Effect *)get_effect(L, 1);
485         string key = checkstdstring(L, 2);
486         float value = luaL_checknumber(L, 3);
487         if (!effect->set_float(key, value)) {
488                 luaL_error(L, "Effect refused set_float(\"%s\", %d) (invalid key?)", key.c_str(), int(value));
489         }
490         return 0;
491 }
492
493 int Effect_set_int(lua_State *L)
494 {
495         assert(lua_gettop(L) == 3);
496         Effect *effect = (Effect *)get_effect(L, 1);
497         string key = checkstdstring(L, 2);
498         float value = luaL_checknumber(L, 3);
499         if (!effect->set_int(key, value)) {
500                 luaL_error(L, "Effect refused set_int(\"%s\", %d) (invalid key?)", key.c_str(), int(value));
501         }
502         return 0;
503 }
504
505 int Effect_set_vec3(lua_State *L)
506 {
507         assert(lua_gettop(L) == 5);
508         Effect *effect = (Effect *)get_effect(L, 1);
509         string key = checkstdstring(L, 2);
510         float v[3];
511         v[0] = luaL_checknumber(L, 3);
512         v[1] = luaL_checknumber(L, 4);
513         v[2] = luaL_checknumber(L, 5);
514         if (!effect->set_vec3(key, v)) {
515                 luaL_error(L, "Effect refused set_vec3(\"%s\", %f, %f, %f) (invalid key?)", key.c_str(),
516                         v[0], v[1], v[2]);
517         }
518         return 0;
519 }
520
521 int Effect_set_vec4(lua_State *L)
522 {
523         assert(lua_gettop(L) == 6);
524         Effect *effect = (Effect *)get_effect(L, 1);
525         string key = checkstdstring(L, 2);
526         float v[4];
527         v[0] = luaL_checknumber(L, 3);
528         v[1] = luaL_checknumber(L, 4);
529         v[2] = luaL_checknumber(L, 5);
530         v[3] = luaL_checknumber(L, 6);
531         if (!effect->set_vec4(key, v)) {
532                 luaL_error(L, "Effect refused set_vec4(\"%s\", %f, %f, %f, %f) (invalid key?)", key.c_str(),
533                         v[0], v[1], v[2], v[3]);
534         }
535         return 0;
536 }
537
538 const luaL_Reg EffectChain_funcs[] = {
539         { "new", EffectChain_new },
540         { "__gc", EffectChain_gc },
541         { "add_live_input", EffectChain_add_live_input },
542         { "add_video_input", EffectChain_add_video_input },
543         { "add_effect", EffectChain_add_effect },
544         { "finalize", EffectChain_finalize },
545         { NULL, NULL }
546 };
547
548 const luaL_Reg LiveInputWrapper_funcs[] = {
549         { "connect_signal", LiveInputWrapper_connect_signal },
550         { NULL, NULL }
551 };
552
553 const luaL_Reg ImageInput_funcs[] = {
554         { "new", ImageInput_new },
555         { "set_float", Effect_set_float },
556         { "set_int", Effect_set_int },
557         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
558         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
559         { NULL, NULL }
560 };
561
562 const luaL_Reg VideoInput_funcs[] = {
563         { "new", VideoInput_new },
564         { "rewind", VideoInput_rewind },
565         { NULL, NULL }
566 };
567
568 const luaL_Reg WhiteBalanceEffect_funcs[] = {
569         { "new", WhiteBalanceEffect_new },
570         { "set_float", Effect_set_float },
571         { "set_int", Effect_set_int },
572         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
573         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
574         { NULL, NULL }
575 };
576
577 const luaL_Reg ResampleEffect_funcs[] = {
578         { "new", ResampleEffect_new },
579         { "set_float", Effect_set_float },
580         { "set_int", Effect_set_int },
581         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
582         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
583         { NULL, NULL }
584 };
585
586 const luaL_Reg PaddingEffect_funcs[] = {
587         { "new", PaddingEffect_new },
588         { "set_float", Effect_set_float },
589         { "set_int", Effect_set_int },
590         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
591         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
592         { NULL, NULL }
593 };
594
595 const luaL_Reg IntegralPaddingEffect_funcs[] = {
596         { "new", IntegralPaddingEffect_new },
597         { "set_float", Effect_set_float },
598         { "set_int", Effect_set_int },
599         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
600         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
601         { NULL, NULL }
602 };
603
604 const luaL_Reg OverlayEffect_funcs[] = {
605         { "new", OverlayEffect_new },
606         { "set_float", Effect_set_float },
607         { "set_int", Effect_set_int },
608         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
609         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
610         { NULL, NULL }
611 };
612
613 const luaL_Reg ResizeEffect_funcs[] = {
614         { "new", ResizeEffect_new },
615         { "set_float", Effect_set_float },
616         { "set_int", Effect_set_int },
617         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
618         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
619         { NULL, NULL }
620 };
621
622 const luaL_Reg MultiplyEffect_funcs[] = {
623         { "new", MultiplyEffect_new },
624         { "set_float", Effect_set_float },
625         { "set_int", Effect_set_int },
626         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
627         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
628         { NULL, NULL }
629 };
630
631 const luaL_Reg MixEffect_funcs[] = {
632         { "new", MixEffect_new },
633         { "set_float", Effect_set_float },
634         { "set_int", Effect_set_int },
635         { "set_vec3", Effect_set_vec3 },
636         { "set_vec4", Effect_set_vec4 },
637         { NULL, NULL }
638 };
639
640 const luaL_Reg InputStateInfo_funcs[] = {
641         { "get_width", InputStateInfo_get_width },
642         { "get_height", InputStateInfo_get_height },
643         { "get_interlaced", InputStateInfo_get_interlaced },
644         { "get_has_signal", InputStateInfo_get_has_signal },
645         { "get_is_connected", InputStateInfo_get_is_connected },
646         { "get_frame_rate_nom", InputStateInfo_get_frame_rate_nom },
647         { "get_frame_rate_den", InputStateInfo_get_frame_rate_den },
648         { NULL, NULL }
649 };
650
651 }  // namespace
652
653 LiveInputWrapper::LiveInputWrapper(Theme *theme, EffectChain *chain, bmusb::PixelFormat pixel_format, bool override_bounce, bool deinterlace)
654         : theme(theme),
655           pixel_format(pixel_format),
656           deinterlace(deinterlace)
657 {
658         ImageFormat inout_format;
659         inout_format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
660
661         // Gamma curve depends on the input signal, and we don't really get any
662         // indications. A camera would be expected to do Rec. 709, but
663         // I haven't checked if any do in practice. However, computers _do_ output
664         // in sRGB gamma (ie., they don't convert from sRGB to Rec. 709), and
665         // I wouldn't really be surprised if most non-professional cameras do, too.
666         // So we pick sRGB as the least evil here.
667         inout_format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
668
669         unsigned num_inputs;
670         if (deinterlace) {
671                 deinterlace_effect = new movit::DeinterlaceEffect();
672
673                 // As per the comments in deinterlace_effect.h, we turn this off.
674                 // The most likely interlaced input for us is either a camera
675                 // (where it's fine to turn it off) or a laptop (where it _should_
676                 // be turned off).
677                 CHECK(deinterlace_effect->set_int("enable_spatial_interlacing_check", 0));
678
679                 num_inputs = deinterlace_effect->num_inputs();
680                 assert(num_inputs == FRAME_HISTORY_LENGTH);
681         } else {
682                 num_inputs = 1;
683         }
684
685         if (pixel_format == bmusb::PixelFormat_8BitRGBA) {
686                 for (unsigned i = 0; i < num_inputs; ++i) {
687                         if (global_flags.can_disable_srgb_decoder) {
688                                 rgba_inputs.push_back(new sRGBSwitchingFlatInput(inout_format, FORMAT_RGBA_POSTMULTIPLIED_ALPHA, GL_UNSIGNED_BYTE, global_flags.width, global_flags.height));
689                         } else {
690                                 rgba_inputs.push_back(new NonsRGBCapableFlatInput(inout_format, FORMAT_RGBA_POSTMULTIPLIED_ALPHA, GL_UNSIGNED_BYTE, global_flags.width, global_flags.height));
691                         }
692                         chain->add_input(rgba_inputs.back());
693                 }
694
695                 if (deinterlace) {
696                         vector<Effect *> reverse_inputs(rgba_inputs.rbegin(), rgba_inputs.rend());
697                         chain->add_effect(deinterlace_effect, reverse_inputs);
698                 }
699         } else {
700                 assert(pixel_format == bmusb::PixelFormat_8BitYCbCr || pixel_format == bmusb::PixelFormat_10BitYCbCr);
701                 // The Blackmagic driver docs claim that the device outputs Y'CbCr
702                 // according to Rec. 601, but practical testing indicates it definitely
703                 // is Rec. 709 (at least up to errors attributable to rounding errors).
704                 // Perhaps 601 was only to indicate the subsampling positions, not the
705                 // colorspace itself? Tested with a Lenovo X1 gen 3 as input.
706                 YCbCrFormat input_ycbcr_format;
707                 input_ycbcr_format.chroma_subsampling_x = (pixel_format == bmusb::PixelFormat_10BitYCbCr) ? 1 : 2;
708                 input_ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 1;
709                 input_ycbcr_format.num_levels = (pixel_format == bmusb::PixelFormat_10BitYCbCr) ? 1024 : 256;
710                 input_ycbcr_format.cb_x_position = 0.0;
711                 input_ycbcr_format.cr_x_position = 0.0;
712                 input_ycbcr_format.cb_y_position = 0.5;
713                 input_ycbcr_format.cr_y_position = 0.5;
714                 input_ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_709;
715                 input_ycbcr_format.full_range = false;
716
717                 for (unsigned i = 0; i < num_inputs; ++i) {
718                         // When using 10-bit input, we're converting to interleaved through v210Converter.
719                         YCbCrInputSplitting splitting = (pixel_format == bmusb::PixelFormat_10BitYCbCr) ? YCBCR_INPUT_INTERLEAVED : YCBCR_INPUT_SPLIT_Y_AND_CBCR;
720                         if (override_bounce) {
721                                 ycbcr_inputs.push_back(new NonBouncingYCbCrInput(inout_format, input_ycbcr_format, global_flags.width, global_flags.height, splitting));
722                         } else {
723                                 ycbcr_inputs.push_back(new YCbCrInput(inout_format, input_ycbcr_format, global_flags.width, global_flags.height, splitting));
724                         }
725                         chain->add_input(ycbcr_inputs.back());
726                 }
727
728                 if (deinterlace) {
729                         vector<Effect *> reverse_inputs(ycbcr_inputs.rbegin(), ycbcr_inputs.rend());
730                         chain->add_effect(deinterlace_effect, reverse_inputs);
731                 }
732         }
733 }
734
735 void LiveInputWrapper::connect_signal(int signal_num)
736 {
737         if (global_mixer == nullptr) {
738                 // No data yet.
739                 return;
740         }
741
742         signal_num = theme->map_signal(signal_num);
743         connect_signal_raw(signal_num);
744 }
745
746 void LiveInputWrapper::connect_signal_raw(int signal_num)
747 {
748         BufferedFrame first_frame = theme->input_state->buffered_frames[signal_num][0];
749         if (first_frame.frame == nullptr) {
750                 // No data yet.
751                 return;
752         }
753         unsigned width, height;
754         {
755                 const PBOFrameAllocator::Userdata *userdata = (const PBOFrameAllocator::Userdata *)first_frame.frame->userdata;
756                 width = userdata->last_width[first_frame.field_number];
757                 height = userdata->last_height[first_frame.field_number];
758         }
759
760         BufferedFrame last_good_frame = first_frame;
761         for (unsigned i = 0; i < max(ycbcr_inputs.size(), rgba_inputs.size()); ++i) {
762                 BufferedFrame frame = theme->input_state->buffered_frames[signal_num][i];
763                 if (frame.frame == nullptr) {
764                         // Not enough data; reuse last frame (well, field).
765                         // This is suboptimal, but we have nothing better.
766                         frame = last_good_frame;
767                 }
768                 const PBOFrameAllocator::Userdata *userdata = (const PBOFrameAllocator::Userdata *)frame.frame->userdata;
769
770                 unsigned this_width = userdata->last_width[frame.field_number];
771                 unsigned this_height = userdata->last_height[frame.field_number];
772                 if (this_width != width || this_height != height) {
773                         // Resolution changed; reuse last frame/field.
774                         frame = last_good_frame;
775                         userdata = (const PBOFrameAllocator::Userdata *)frame.frame->userdata;
776                 }
777
778                 assert(userdata->pixel_format == pixel_format);
779                 switch (pixel_format) {
780                 case bmusb::PixelFormat_8BitYCbCr:
781                         ycbcr_inputs[i]->set_texture_num(0, userdata->tex_y[frame.field_number]);
782                         ycbcr_inputs[i]->set_texture_num(1, userdata->tex_cbcr[frame.field_number]);
783                         ycbcr_inputs[i]->set_width(this_width);
784                         ycbcr_inputs[i]->set_height(this_height);
785                         break;
786                 case bmusb::PixelFormat_10BitYCbCr:
787                         ycbcr_inputs[i]->set_texture_num(0, userdata->tex_444[frame.field_number]);
788                         ycbcr_inputs[i]->set_width(this_width);
789                         ycbcr_inputs[i]->set_height(this_height);
790                         break;
791                 case bmusb::PixelFormat_8BitRGBA:
792                         rgba_inputs[i]->set_texture_num(userdata->tex_rgba[frame.field_number]);
793                         rgba_inputs[i]->set_width(this_width);
794                         rgba_inputs[i]->set_height(this_height);
795                         break;
796                 default:
797                         assert(false);
798                 }
799
800                 last_good_frame = frame;
801         }
802
803         if (deinterlace) {
804                 BufferedFrame frame = theme->input_state->buffered_frames[signal_num][0];
805                 CHECK(deinterlace_effect->set_int("current_field_position", frame.field_number));
806         }
807 }
808
809 namespace {
810
811 int call_num_channels(lua_State *L)
812 {
813         lua_getglobal(L, "num_channels");
814
815         if (lua_pcall(L, 0, 1, 0) != 0) {
816                 fprintf(stderr, "error running function `num_channels': %s\n", lua_tostring(L, -1));
817                 exit(1);
818         }
819
820         int num_channels = luaL_checknumber(L, 1);
821         lua_pop(L, 1);
822         assert(lua_gettop(L) == 0);
823         return num_channels;
824 }
825
826 }  // namespace
827
828 Theme::Theme(const string &filename, const vector<string> &search_dirs, ResourcePool *resource_pool, unsigned num_cards)
829         : resource_pool(resource_pool), num_cards(num_cards), signal_to_card_mapping(global_flags.default_stream_mapping)
830 {
831         L = luaL_newstate();
832         luaL_openlibs(L);
833
834         register_class("EffectChain", EffectChain_funcs); 
835         register_class("LiveInputWrapper", LiveInputWrapper_funcs); 
836         register_class("ImageInput", ImageInput_funcs);
837         register_class("VideoInput", VideoInput_funcs);
838         register_class("WhiteBalanceEffect", WhiteBalanceEffect_funcs);
839         register_class("ResampleEffect", ResampleEffect_funcs);
840         register_class("PaddingEffect", PaddingEffect_funcs);
841         register_class("IntegralPaddingEffect", IntegralPaddingEffect_funcs);
842         register_class("OverlayEffect", OverlayEffect_funcs);
843         register_class("ResizeEffect", ResizeEffect_funcs);
844         register_class("MultiplyEffect", MultiplyEffect_funcs);
845         register_class("MixEffect", MixEffect_funcs);
846         register_class("InputStateInfo", InputStateInfo_funcs);
847
848         // Run script. Search through all directories until we find a file that will load
849         // (as in, does not return LUA_ERRFILE); then run it. We store load errors
850         // from all the attempts, and show them once we know we can't find any of them.
851         lua_settop(L, 0);
852         vector<string> errors;
853         bool success = false;
854         for (size_t i = 0; i < search_dirs.size(); ++i) {
855                 string path = search_dirs[i] + "/" + filename;
856                 int err = luaL_loadfile(L, path.c_str());
857                 if (err == 0) {
858                         // Success; actually call the code.
859                         if (lua_pcall(L, 0, LUA_MULTRET, 0)) {
860                                 fprintf(stderr, "Error when running %s: %s\n", path.c_str(), lua_tostring(L, -1));
861                                 exit(1);
862                         }
863                         success = true;
864                         break;
865                 }
866                 errors.push_back(lua_tostring(L, -1));
867                 lua_pop(L, 1);
868                 if (err != LUA_ERRFILE) {
869                         // The file actually loaded, but failed to parse somehow. Abort; don't try the next one.
870                         break;
871                 }
872         }
873
874         if (!success) {
875                 for (const string &error : errors) {
876                         fprintf(stderr, "%s\n", error.c_str());
877                 }
878                 exit(1);
879         }
880         assert(lua_gettop(L) == 0);
881
882         // Ask it for the number of channels.
883         num_channels = call_num_channels(L);
884 }
885
886 Theme::~Theme()
887 {
888         lua_close(L);
889 }
890
891 void Theme::register_class(const char *class_name, const luaL_Reg *funcs)
892 {
893         assert(lua_gettop(L) == 0);
894         luaL_newmetatable(L, class_name);  // mt = {}
895         lua_pushlightuserdata(L, this);
896         luaL_setfuncs(L, funcs, 1);        // for (name,f in funcs) { mt[name] = f, with upvalue {theme} }
897         lua_pushvalue(L, -1);
898         lua_setfield(L, -2, "__index");    // mt.__index = mt
899         lua_setglobal(L, class_name);      // ClassName = mt
900         assert(lua_gettop(L) == 0);
901 }
902
903 Theme::Chain Theme::get_chain(unsigned num, float t, unsigned width, unsigned height, InputState input_state) 
904 {
905         Chain chain;
906
907         unique_lock<mutex> lock(m);
908         assert(lua_gettop(L) == 0);
909         lua_getglobal(L, "get_chain");  /* function to be called */
910         lua_pushnumber(L, num);
911         lua_pushnumber(L, t);
912         lua_pushnumber(L, width);
913         lua_pushnumber(L, height);
914         wrap_lua_object<InputStateInfo>(L, "InputStateInfo", input_state);
915
916         if (lua_pcall(L, 5, 2, 0) != 0) {
917                 fprintf(stderr, "error running function `get_chain': %s\n", lua_tostring(L, -1));
918                 exit(1);
919         }
920
921         chain.chain = (EffectChain *)luaL_testudata(L, -2, "EffectChain");
922         if (chain.chain == nullptr) {
923                 fprintf(stderr, "get_chain() for chain number %d did not return an EffectChain\n",
924                         num);
925                 exit(1);
926         }
927         if (!lua_isfunction(L, -1)) {
928                 fprintf(stderr, "Argument #-1 should be a function\n");
929                 exit(1);
930         }
931         lua_pushvalue(L, -1);
932         shared_ptr<LuaRefWithDeleter> funcref(new LuaRefWithDeleter(&m, L, luaL_ref(L, LUA_REGISTRYINDEX)));
933         lua_pop(L, 2);
934         assert(lua_gettop(L) == 0);
935
936         chain.setup_chain = [this, funcref, input_state]{
937                 unique_lock<mutex> lock(m);
938
939                 this->input_state = &input_state;
940
941                 // Set up state, including connecting signals.
942                 lua_rawgeti(L, LUA_REGISTRYINDEX, funcref->get());
943                 if (lua_pcall(L, 0, 0, 0) != 0) {
944                         fprintf(stderr, "error running chain setup callback: %s\n", lua_tostring(L, -1));
945                         exit(1);
946                 }
947                 assert(lua_gettop(L) == 0);
948         };
949
950         // TODO: Can we do better, e.g. by running setup_chain() and seeing what it references?
951         // Actually, setup_chain does maybe hold all the references we need now anyway?
952         for (unsigned card_index = 0; card_index < num_cards; ++card_index) {
953                 for (unsigned frame_num = 0; frame_num < FRAME_HISTORY_LENGTH; ++frame_num) {
954                         chain.input_frames.push_back(input_state.buffered_frames[card_index][frame_num].frame);
955                 }
956         }
957
958         return chain;
959 }
960
961 string Theme::get_channel_name(unsigned channel)
962 {
963         unique_lock<mutex> lock(m);
964         lua_getglobal(L, "channel_name");
965         lua_pushnumber(L, channel);
966         if (lua_pcall(L, 1, 1, 0) != 0) {
967                 fprintf(stderr, "error running function `channel_name': %s\n", lua_tostring(L, -1));
968                 exit(1);
969         }
970         const char *ret = lua_tostring(L, -1);
971         if (ret == nullptr) {
972                 fprintf(stderr, "function `channel_name' returned nil for channel %d\n", channel);
973                 exit(1);
974         }
975
976         string retstr = ret;
977         lua_pop(L, 1);
978         assert(lua_gettop(L) == 0);
979         return retstr;
980 }
981
982 int Theme::get_channel_signal(unsigned channel)
983 {
984         unique_lock<mutex> lock(m);
985         lua_getglobal(L, "channel_signal");
986         lua_pushnumber(L, channel);
987         if (lua_pcall(L, 1, 1, 0) != 0) {
988                 fprintf(stderr, "error running function `channel_signal': %s\n", lua_tostring(L, -1));
989                 exit(1);
990         }
991
992         int ret = luaL_checknumber(L, 1);
993         lua_pop(L, 1);
994         assert(lua_gettop(L) == 0);
995         return ret;
996 }
997
998 std::string Theme::get_channel_color(unsigned channel)
999 {
1000         unique_lock<mutex> lock(m);
1001         lua_getglobal(L, "channel_color");
1002         lua_pushnumber(L, channel);
1003         if (lua_pcall(L, 1, 1, 0) != 0) {
1004                 fprintf(stderr, "error running function `channel_color': %s\n", lua_tostring(L, -1));
1005                 exit(1);
1006         }
1007
1008         const char *ret = lua_tostring(L, -1);
1009         if (ret == nullptr) {
1010                 fprintf(stderr, "function `channel_color' returned nil for channel %d\n", channel);
1011                 exit(1);
1012         }
1013
1014         string retstr = ret;
1015         lua_pop(L, 1);
1016         assert(lua_gettop(L) == 0);
1017         return retstr;
1018 }
1019
1020 bool Theme::get_supports_set_wb(unsigned channel)
1021 {
1022         unique_lock<mutex> lock(m);
1023         lua_getglobal(L, "supports_set_wb");
1024         lua_pushnumber(L, channel);
1025         if (lua_pcall(L, 1, 1, 0) != 0) {
1026                 fprintf(stderr, "error running function `supports_set_wb': %s\n", lua_tostring(L, -1));
1027                 exit(1);
1028         }
1029
1030         bool ret = checkbool(L, -1);
1031         lua_pop(L, 1);
1032         assert(lua_gettop(L) == 0);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 void Theme::set_wb(unsigned channel, double r, double g, double b)
1037 {
1038         unique_lock<mutex> lock(m);
1039         lua_getglobal(L, "set_wb");
1040         lua_pushnumber(L, channel);
1041         lua_pushnumber(L, r);
1042         lua_pushnumber(L, g);
1043         lua_pushnumber(L, b);
1044         if (lua_pcall(L, 4, 0, 0) != 0) {
1045                 fprintf(stderr, "error running function `set_wb': %s\n", lua_tostring(L, -1));
1046                 exit(1);
1047         }
1048
1049         assert(lua_gettop(L) == 0);
1050 }
1051
1052 vector<string> Theme::get_transition_names(float t)
1053 {
1054         unique_lock<mutex> lock(m);
1055         lua_getglobal(L, "get_transitions");
1056         lua_pushnumber(L, t);
1057         if (lua_pcall(L, 1, 1, 0) != 0) {
1058                 fprintf(stderr, "error running function `get_transitions': %s\n", lua_tostring(L, -1));
1059                 exit(1);
1060         }
1061
1062         vector<string> ret;
1063         lua_pushnil(L);
1064         while (lua_next(L, -2) != 0) {
1065                 ret.push_back(lua_tostring(L, -1));
1066                 lua_pop(L, 1);
1067         }
1068         lua_pop(L, 1);
1069         assert(lua_gettop(L) == 0);
1070         return ret;
1071 }       
1072
1073 int Theme::map_signal(int signal_num)
1074 {
1075         unique_lock<mutex> lock(map_m);
1076         if (signal_to_card_mapping.count(signal_num)) {
1077                 return signal_to_card_mapping[signal_num];
1078         }
1079
1080         int card_index;
1081         if (global_flags.output_card != -1 && num_cards > 1) {
1082                 // Try to exclude the output card from the default card_index.
1083                 card_index = signal_num % (num_cards - 1);
1084                 if (card_index >= global_flags.output_card) {
1085                          ++card_index;
1086                 }
1087                 if (signal_num >= int(num_cards - 1)) {
1088                         fprintf(stderr, "WARNING: Theme asked for input %d, but we only have %u input card(s) (card %d is busy with output).\n",
1089                                 signal_num, num_cards - 1, global_flags.output_card);
1090                         fprintf(stderr, "Mapping to card %d instead.\n", card_index);
1091                 }
1092         } else {
1093                 card_index = signal_num % num_cards;
1094                 if (signal_num >= int(num_cards)) {
1095                         fprintf(stderr, "WARNING: Theme asked for input %d, but we only have %u card(s).\n", signal_num, num_cards);
1096                         fprintf(stderr, "Mapping to card %d instead.\n", card_index);
1097                 }
1098         }
1099         signal_to_card_mapping[signal_num] = card_index;
1100         return card_index;
1101 }
1102
1103 void Theme::set_signal_mapping(int signal_num, int card_num)
1104 {
1105         unique_lock<mutex> lock(map_m);
1106         assert(card_num < int(num_cards));
1107         signal_to_card_mapping[signal_num] = card_num;
1108 }
1109
1110 void Theme::transition_clicked(int transition_num, float t)
1111 {
1112         unique_lock<mutex> lock(m);
1113         lua_getglobal(L, "transition_clicked");
1114         lua_pushnumber(L, transition_num);
1115         lua_pushnumber(L, t);
1116
1117         if (lua_pcall(L, 2, 0, 0) != 0) {
1118                 fprintf(stderr, "error running function `transition_clicked': %s\n", lua_tostring(L, -1));
1119                 exit(1);
1120         }
1121         assert(lua_gettop(L) == 0);
1122 }
1123
1124 void Theme::channel_clicked(int preview_num)
1125 {
1126         unique_lock<mutex> lock(m);
1127         lua_getglobal(L, "channel_clicked");
1128         lua_pushnumber(L, preview_num);
1129
1130         if (lua_pcall(L, 1, 0, 0) != 0) {
1131                 fprintf(stderr, "error running function `channel_clicked': %s\n", lua_tostring(L, -1));
1132                 exit(1);
1133         }
1134         assert(lua_gettop(L) == 0);
1135 }