git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavdevice/decklink_dec.cpp

   1 /*
   2  * Blackmagic DeckLink output
   3  * Copyright (c) 2013-2014 Luca Barbato, Deti Fliegl
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include <DeckLinkAPI.h>
  23
  24 #include <pthread.h>
  25 #include <semaphore.h>
  26
  27 extern "C" {
  28 #include "libavformat/avformat.h"
  29 #include "libavformat/internal.h"
  30 #include "libavutil/imgutils.h"
  31 }
  32
  33 #include "decklink_common.h"
  34 #include "decklink_dec.h"
  35
  36 static void avpacket_queue_init(AVFormatContext *avctx, AVPacketQueue *q)
  37 {
  38     memset(q, 0, sizeof(AVPacketQueue));
  39     pthread_mutex_init(&q->mutex, NULL);
  40     pthread_cond_init(&q->cond, NULL);
  41     q->avctx = avctx;
  42 }
  43
  44 static void avpacket_queue_flush(AVPacketQueue *q)
  45 {
  46     AVPacketList *pkt, *pkt1;
  47
  48     pthread_mutex_lock(&q->mutex);
  49     for (pkt = q->first_pkt; pkt != NULL; pkt = pkt1) {
  50         pkt1 = pkt->next;
  51         av_free_packet(&pkt->pkt);
  52         av_freep(&pkt);
  53     }
  54     q->last_pkt   = NULL;
  55     q->first_pkt  = NULL;
  56     q->nb_packets = 0;
  57     q->size       = 0;
  58     pthread_mutex_unlock(&q->mutex);
  59 }
  60
  61 static void avpacket_queue_end(AVPacketQueue *q)
  62 {
  63     avpacket_queue_flush(q);
  64     pthread_mutex_destroy(&q->mutex);
  65     pthread_cond_destroy(&q->cond);
  66 }
  67
  68 static unsigned long long avpacket_queue_size(AVPacketQueue *q)
  69 {
  70     unsigned long long size;
  71     pthread_mutex_lock(&q->mutex);
  72     size = q->size;
  73     pthread_mutex_unlock(&q->mutex);
  74     return size;
  75 }
  76
  77 static int avpacket_queue_put(AVPacketQueue *q, AVPacket *pkt)
  78 {
  79     AVPacketList *pkt1;
  80
  81     // Drop Packet if queue size is > 1GB
  82     if (avpacket_queue_size(q) >  1024 * 1024 * 1024 ) {
  83         av_log(q->avctx, AV_LOG_WARNING,  "Decklink input buffer overrun!\n");
  84         return -1;
  85     }
  86     /* duplicate the packet */
  87     if (av_dup_packet(pkt) < 0) {
  88         return -1;
  89     }
  90
  91     pkt1 = (AVPacketList *)av_malloc(sizeof(AVPacketList));
  92     if (!pkt1) {
  93         return -1;
  94     }
  95     pkt1->pkt  = *pkt;
  96     pkt1->next = NULL;
  97
  98     pthread_mutex_lock(&q->mutex);
  99
 100     if (!q->last_pkt) {
 101         q->first_pkt = pkt1;
 102     } else {
 103         q->last_pkt->next = pkt1;
 104     }
 105
 106     q->last_pkt = pkt1;
 107     q->nb_packets++;
 108     q->size += pkt1->pkt.size + sizeof(*pkt1);
 109
 110     pthread_cond_signal(&q->cond);
 111
 112     pthread_mutex_unlock(&q->mutex);
 113     return 0;
 114 }
 115
 116 static int avpacket_queue_get(AVPacketQueue *q, AVPacket *pkt, int block)
 117 {
 118     AVPacketList *pkt1;
 119     int ret;
 120
 121     pthread_mutex_lock(&q->mutex);
 122
 123     for (;; ) {
 124         pkt1 = q->first_pkt;
 125         if (pkt1) {
 126             q->first_pkt = pkt1->next;
 127             if (!q->first_pkt) {
 128                 q->last_pkt = NULL;
 129             }
 130             q->nb_packets--;
 131             q->size -= pkt1->pkt.size + sizeof(*pkt1);
 132             *pkt     = pkt1->pkt;
 133             av_free(pkt1);
 134             ret = 1;
 135             break;
 136         } else if (!block) {
 137             ret = 0;
 138             break;
 139         } else {
 140             pthread_cond_wait(&q->cond, &q->mutex);
 141         }
 142     }
 143     pthread_mutex_unlock(&q->mutex);
 144     return ret;
 145 }
 146
 147 class decklink_input_callback : public IDeckLinkInputCallback
 148 {
 149 public:
 150         decklink_input_callback(AVFormatContext *_avctx);
 151         ~decklink_input_callback();
 152
 153         virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE QueryInterface(REFIID iid, LPVOID *ppv) { return E_NOINTERFACE; }
 154         virtual ULONG STDMETHODCALLTYPE AddRef(void);
 155         virtual ULONG STDMETHODCALLTYPE  Release(void);
 156         virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE VideoInputFormatChanged(BMDVideoInputFormatChangedEvents, IDeckLinkDisplayMode*, BMDDetectedVideoInputFormatFlags);
 157         virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE VideoInputFrameArrived(IDeckLinkVideoInputFrame*, IDeckLinkAudioInputPacket*);
 158
 159 private:
 160         ULONG           m_refCount;
 161         pthread_mutex_t m_mutex;
 162         AVFormatContext *avctx;
 163         decklink_ctx    *ctx;
 164         int no_video;
 165         int64_t initial_video_pts;
 166         int64_t initial_audio_pts;
 167 };
 168
 169 decklink_input_callback::decklink_input_callback(AVFormatContext *_avctx) : m_refCount(0)
 170 {
 171     avctx = _avctx;
 172     decklink_cctx       *cctx = (struct decklink_cctx *) avctx->priv_data;
 173     ctx = (struct decklink_ctx *) cctx->ctx;
 174     initial_audio_pts = initial_video_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 175     pthread_mutex_init(&m_mutex, NULL);
 176 }
 177
 178 decklink_input_callback::~decklink_input_callback()
 179 {
 180     pthread_mutex_destroy(&m_mutex);
 181 }
 182
 183 ULONG decklink_input_callback::AddRef(void)
 184 {
 185     pthread_mutex_lock(&m_mutex);
 186     m_refCount++;
 187     pthread_mutex_unlock(&m_mutex);
 188
 189     return (ULONG)m_refCount;
 190 }
 191
 192 ULONG decklink_input_callback::Release(void)
 193 {
 194     pthread_mutex_lock(&m_mutex);
 195     m_refCount--;
 196     pthread_mutex_unlock(&m_mutex);
 197
 198     if (m_refCount == 0) {
 199         delete this;
 200         return 0;
 201     }
 202
 203     return (ULONG)m_refCount;
 204 }
 205
 206 HRESULT decklink_input_callback::VideoInputFrameArrived(
 207     IDeckLinkVideoInputFrame *videoFrame, IDeckLinkAudioInputPacket *audioFrame)
 208 {
 209     void *frameBytes;
 210     void *audioFrameBytes;
 211     BMDTimeValue frameTime;
 212     BMDTimeValue frameDuration;
 213
 214     ctx->frameCount++;
 215
 216     // Handle Video Frame
 217     if (videoFrame) {
 218         AVPacket pkt;
 219         AVCodecContext *c;
 220         av_init_packet(&pkt);
 221         c = ctx->video_st->codec;
 222         if (ctx->frameCount % 25 == 0) {
 223             unsigned long long qsize = avpacket_queue_size(&ctx->queue);
 224             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
 225                     "Frame received (#%lu) - Valid (%liB) - QSize %fMB\n",
 226                     ctx->frameCount,
 227                     videoFrame->GetRowBytes() * videoFrame->GetHeight(),
 228                     (double)qsize / 1024 / 1024);
 229         }
 230
 231         videoFrame->GetBytes(&frameBytes);
 232         videoFrame->GetStreamTime(&frameTime, &frameDuration,
 233                                   ctx->video_st->time_base.den);
 234
 235         if (videoFrame->GetFlags() & bmdFrameHasNoInputSource) {
 236             unsigned bars[8] = {
 237                 0xEA80EA80, 0xD292D210, 0xA910A9A5, 0x90229035,
 238                 0x6ADD6ACA, 0x51EF515A, 0x286D28EF, 0x10801080 };
 239             int width  = videoFrame->GetWidth();
 240             int height = videoFrame->GetHeight();
 241             unsigned *p = (unsigned *)frameBytes;
 242
 243             for (int y = 0; y < height; y++) {
 244                 for (int x = 0; x < width; x += 2)
 245                     *p++ = bars[(x * 8) / width];
 246             }
 247
 248             if (!no_video) {
 249                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Frame received (#%lu) - No input signal detected "
 250                         "- Frames dropped %u\n", ctx->frameCount, ++ctx->dropped);
 251             }
 252             no_video = 1;
 253         } else {
 254             if (no_video) {
 255                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Frame received (#%lu) - Input returned "
 256                         "- Frames dropped %u\n", ctx->frameCount, ++ctx->dropped);
 257             }
 258             no_video = 0;
 259         }
 260
 261         pkt.pts = frameTime / ctx->video_st->time_base.num;
 262
 263         if (initial_video_pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 264             initial_video_pts = pkt.pts;
 265         }
 266
 267         pkt.pts -= initial_video_pts;
 268         pkt.dts = pkt.pts;
 269
 270         pkt.duration = frameDuration;
 271         //To be made sure it still applies
 272         pkt.flags       |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 273         pkt.stream_index = ctx->video_st->index;
 274         pkt.data         = (uint8_t *)frameBytes;
 275         pkt.size         = videoFrame->GetRowBytes() *
 276                            videoFrame->GetHeight();
 277         //fprintf(stderr,"Video Frame size %d ts %d\n", pkt.size, pkt.pts);
 278         c->frame_number++;
 279         if (avpacket_queue_put(&ctx->queue, &pkt) < 0) {
 280             ++ctx->dropped;
 281         }
 282     }
 283
 284     // Handle Audio Frame
 285     if (audioFrame) {
 286         AVCodecContext *c;
 287         AVPacket pkt;
 288         BMDTimeValue audio_pts;
 289         av_init_packet(&pkt);
 290
 291         c = ctx->audio_st->codec;
 292         //hack among hacks
 293         pkt.size = audioFrame->GetSampleFrameCount() * ctx->audio_st->codec->channels * (16 / 8);
 294         audioFrame->GetBytes(&audioFrameBytes);
 295         audioFrame->GetPacketTime(&audio_pts, ctx->audio_st->time_base.den);
 296         pkt.pts = audio_pts / ctx->audio_st->time_base.num;
 297
 298         if (initial_audio_pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 299             initial_audio_pts = pkt.pts;
 300         }
 301
 302         pkt.pts -= initial_audio_pts;
 303         pkt.dts = pkt.pts;
 304
 305         //fprintf(stderr,"Audio Frame size %d ts %d\n", pkt.size, pkt.pts);
 306         pkt.flags       |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 307         pkt.stream_index = ctx->audio_st->index;
 308         pkt.data         = (uint8_t *)audioFrameBytes;
 309
 310         c->frame_number++;
 311         if (avpacket_queue_put(&ctx->queue, &pkt) < 0) {
 312             ++ctx->dropped;
 313         }
 314     }
 315
 316     return S_OK;
 317 }
 318
 319 HRESULT decklink_input_callback::VideoInputFormatChanged(
 320     BMDVideoInputFormatChangedEvents events, IDeckLinkDisplayMode *mode,
 321     BMDDetectedVideoInputFormatFlags)
 322 {
 323     return S_OK;
 324 }
 325
 326 static HRESULT decklink_start_input(AVFormatContext *avctx)
 327 {
 328     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *) avctx->priv_data;
 329     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *) cctx->ctx;
 330
 331     ctx->input_callback = new decklink_input_callback(avctx);
 332     ctx->dli->SetCallback(ctx->input_callback);
 333     return ctx->dli->StartStreams();
 334 }
 335
 336 extern "C" {
 337
 338 av_cold int ff_decklink_read_close(AVFormatContext *avctx)
 339 {
 340     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *) avctx->priv_data;
 341     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *) cctx->ctx;
 342
 343     if (ctx->capture_started) {
 344         ctx->dli->StopStreams();
 345         ctx->dli->DisableVideoInput();
 346         ctx->dli->DisableAudioInput();
 347     }
 348
 349     if (ctx->dli)
 350         ctx->dli->Release();
 351     if (ctx->dl)
 352         ctx->dl->Release();
 353
 354     avpacket_queue_end(&ctx->queue);
 355
 356     av_freep(&cctx->ctx);
 357
 358     return 0;
 359 }
 360
 361 av_cold int ff_decklink_read_header(AVFormatContext *avctx)
 362 {
 363     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *) avctx->priv_data;
 364     struct decklink_ctx *ctx;
 365     IDeckLinkDisplayModeIterator *itermode;
 366     IDeckLinkIterator *iter;
 367     IDeckLink *dl = NULL;
 368     AVStream *st;
 369     HRESULT result;
 370     char fname[1024];
 371     char *tmp;
 372     int mode_num = 0;
 373
 374     ctx = (struct decklink_ctx *) av_mallocz(sizeof(struct decklink_ctx));
 375     if (!ctx)
 376         return AVERROR(ENOMEM);
 377     ctx->list_devices = cctx->list_devices;
 378     ctx->list_formats = cctx->list_formats;
 379     ctx->preroll      = cctx->preroll;
 380     cctx->ctx = ctx;
 381
 382     iter = CreateDeckLinkIteratorInstance();
 383     if (!iter) {
 384         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not create DeckLink iterator\n");
 385         return AVERROR(EIO);
 386     }
 387
 388     /* List available devices. */
 389     if (ctx->list_devices) {
 390         ff_decklink_list_devices(avctx);
 391         return AVERROR_EXIT;
 392     }
 393
 394     strcpy (fname, avctx->filename);
 395     tmp=strchr (fname, '@');
 396     if (tmp != NULL) {
 397         mode_num = atoi (tmp+1);
 398         *tmp = 0;
 399     }
 400
 401     /* Open device. */
 402     while (iter->Next(&dl) == S_OK) {
 403         const char *displayName;
 404         ff_decklink_get_display_name(dl, &displayName);
 405         if (!strcmp(fname, displayName)) {
 406             av_free((void *) displayName);
 407             ctx->dl = dl;
 408             break;
 409         }
 410         av_free((void *) displayName);
 411         dl->Release();
 412     }
 413     iter->Release();
 414     if (!ctx->dl) {
 415         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not open '%s'\n", fname);
 416         return AVERROR(EIO);
 417     }
 418
 419     /* Get input device. */
 420     if (ctx->dl->QueryInterface(IID_IDeckLinkInput, (void **) &ctx->dli) != S_OK) {
 421         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not open output device from '%s'\n",
 422                avctx->filename);
 423         ctx->dl->Release();
 424         return AVERROR(EIO);
 425     }
 426
 427     /* List supported formats. */
 428     if (ctx->list_formats) {
 429         ff_decklink_list_formats(avctx, DIRECTION_IN);
 430         ctx->dli->Release();
 431         ctx->dl->Release();
 432         return AVERROR_EXIT;
 433     }
 434
 435     if (ctx->dli->GetDisplayModeIterator(&itermode) != S_OK) {
 436         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get Display Mode Iterator\n");
 437         ctx->dl->Release();
 438         return AVERROR(EIO);
 439     }
 440
 441     if (mode_num > 0) {
 442         if (ff_decklink_set_format(avctx, DIRECTION_IN, mode_num) < 0) {
 443             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not set mode %d for %s\n", mode_num, fname);
 444             goto error;
 445         }
 446     }
 447
 448     itermode->Release();
 449
 450     /* Setup streams. */
 451     st = avformat_new_stream(avctx, NULL);
 452     if (!st) {
 453         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot add stream\n");
 454         goto error;
 455     }
 456     st->codec->codec_type  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
 457     st->codec->codec_id    = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
 458     st->codec->sample_rate = bmdAudioSampleRate48kHz;
 459     st->codec->channels    = 2;
 460     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000);  /* 64 bits pts in us */
 461     ctx->audio_st=st;
 462
 463     st = avformat_new_stream(avctx, NULL);
 464     if (!st) {
 465         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot add stream\n");
 466         goto error;
 467     }
 468     st->codec->codec_type  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 469     st->codec->codec_id    = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
 470     st->codec->width       = ctx->bmd_width;
 471     st->codec->height      = ctx->bmd_height;
 472
 473     st->codec->pix_fmt     = AV_PIX_FMT_UYVY422;
 474     st->codec->time_base.den      = ctx->bmd_tb_den;
 475     st->codec->time_base.num      = ctx->bmd_tb_num;
 476     st->codec->bit_rate    = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, ctx->bmd_width, ctx->bmd_height) * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 477     st->codec->codec_tag   = MKTAG('U', 'Y', 'V', 'Y');
 478
 479     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000);  /* 64 bits pts in us */
 480
 481     ctx->video_st=st;
 482
 483     result = ctx->dli->EnableAudioInput(bmdAudioSampleRate48kHz, bmdAudioSampleType16bitInteger, 2);
 484
 485     if (result != S_OK) {
 486         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot enable audio input\n");
 487         goto error;
 488     }
 489
 490     result = ctx->dli->EnableVideoInput(ctx->bmd_mode, bmdFormat8BitYUV, bmdVideoInputFlagDefault);
 491
 492     if (result != S_OK) {
 493         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot enable video input\n");
 494         goto error;
 495     }
 496
 497     avpacket_queue_init (avctx, &ctx->queue);
 498
 499     if (decklink_start_input (avctx) != S_OK) {
 500         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot start input stream\n");
 501         goto error;
 502     }
 503
 504     return 0;
 505
 506 error:
 507
 508     ctx->dli->Release();
 509     ctx->dl->Release();
 510
 511     return AVERROR(EIO);
 512 }
 513
 514 int ff_decklink_read_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
 515 {
 516     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *) avctx->priv_data;
 517     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *) cctx->ctx;
 518     AVFrame *frame = ctx->video_st->codec->coded_frame;
 519
 520     avpacket_queue_get(&ctx->queue, pkt, 1);
 521     if (frame && (ctx->bmd_field_dominance == bmdUpperFieldFirst || ctx->bmd_field_dominance == bmdLowerFieldFirst)) {
 522         frame->interlaced_frame = 1;
 523         if (ctx->bmd_field_dominance == bmdUpperFieldFirst) {
 524             frame->top_field_first = 1;
 525         }
 526     }
 527
 528     return 0;
 529 }
 530
 531 } /* extern "C" */