dshow: tweak logging
[ffmpeg.git] / 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" */