src/lib/butler.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2016-2018 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This file is part of DCP-o-matic.
   5
   6     DCP-o-matic is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     DCP-o-matic is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with DCP-o-matic.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18
  19 */
  20
  21 #include "butler.h"
  22 #include "player.h"
  23 #include "util.h"
  24 #include "log.h"
  25 #include "dcpomatic_log.h"
  26 #include "cross.h"
  27 #include "compose.hpp"
  28 #include "exceptions.h"
  29 #include <boost/weak_ptr.hpp>
  30 #include <boost/shared_ptr.hpp>
  31
  32 using std::cout;
  33 using std::pair;
  34 using std::make_pair;
  35 using std::string;
  36 using boost::weak_ptr;
  37 using boost::shared_ptr;
  38 using boost::bind;
  39 using boost::optional;
  40 using boost::function;
  41
  42 /** Minimum video readahead in frames */
  43 #define MINIMUM_VIDEO_READAHEAD 10
  44 /** Maximum video readahead in frames; should never be exceeded (by much) unless there are bugs in Player */
  45 #define MAXIMUM_VIDEO_READAHEAD 48
  46 /** Minimum audio readahead in frames */
  47 #define MINIMUM_AUDIO_READAHEAD (48000 * MINIMUM_VIDEO_READAHEAD / 24)
  48 /** Maximum audio readahead in frames; should never be exceeded (by much) unless there are bugs in Player */
  49 #define MAXIMUM_AUDIO_READAHEAD (48000 * MAXIMUM_VIDEO_READAHEAD / 24)
  50
  51 /** @param pixel_format Pixel format functor that will be used when calling ::image on PlayerVideos coming out of this
  52  *  butler.  This will be used (where possible) to prepare the PlayerVideos so that calling image() on them is quick.
  53  *  @param aligned Same as above for the `aligned' flag.
  54  *  @param fast Same as above for the `fast' flag.
  55  */
  56 Butler::Butler (
  57         shared_ptr<Player> player,
  58         AudioMapping audio_mapping,
  59         int audio_channels,
  60         function<AVPixelFormat (AVPixelFormat)> pixel_format,
  61         bool aligned,
  62         bool fast
  63         )
  64         : _player (player)
  65         , _prepare_work (new boost::asio::io_service::work (_prepare_service))
  66         , _pending_seek_accurate (false)
  67         , _suspended (0)
  68         , _finished (false)
  69         , _died (false)
  70         , _stop_thread (false)
  71         , _audio_mapping (audio_mapping)
  72         , _audio_channels (audio_channels)
  73         , _disable_audio (false)
  74         , _pixel_format (pixel_format)
  75         , _aligned (aligned)
  76         , _fast (fast)
  77 {
  78         _player_video_connection = _player->Video.connect (bind (&Butler::video, this, _1, _2));
  79         _player_audio_connection = _player->Audio.connect (bind (&Butler::audio, this, _1, _2, _3));
  80         _player_text_connection = _player->Text.connect (bind (&Butler::text, this, _1, _2, _3, _4));
  81         /* The butler must hear about things first, otherwise it might not sort out suspensions in time for
  82            get_video() to be called in response to this signal.
  83         */
  84         _player_change_connection = _player->Change.connect (bind (&Butler::player_change, this, _1, _3), boost::signals2::at_front);
  85         _thread = new boost::thread (bind (&Butler::thread, this));
  86 #ifdef DCPOMATIC_LINUX
  87         pthread_setname_np (_thread->native_handle(), "butler");
  88 #endif
  89
  90         /* Create some threads to do work on the PlayerVideos we are creating; at present this is used to
  91            multi-thread JPEG2000 decoding.
  92         */
  93
  94         LOG_TIMING("start-prepare-threads %1", boost::thread::hardware_concurrency() * 2);
  95
  96         for (size_t i = 0; i < boost::thread::hardware_concurrency() * 2; ++i) {
  97                 _prepare_pool.create_thread (bind (&boost::asio::io_service::run, &_prepare_service));
  98         }
  99 }
 100
 101 Butler::~Butler ()
 102 {
 103         {
 104                 boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 105                 _stop_thread = true;
 106         }
 107
 108         _prepare_work.reset ();
 109         _prepare_pool.join_all ();
 110         _prepare_service.stop ();
 111
 112         _thread->interrupt ();
 113         try {
 114                 _thread->join ();
 115         } catch (boost::thread_interrupted& e) {
 116                 /* No problem */
 117         }
 118         delete _thread;
 119 }
 120
 121 /** Caller must hold a lock on _mutex */
 122 bool
 123 Butler::should_run () const
 124 {
 125         if (_video.size() >= MAXIMUM_VIDEO_READAHEAD * 10) {
 126                 /* This is way too big */
 127                 optional<DCPTime> pos = _audio.peek();
 128                 if (pos) {
 129                         throw ProgrammingError
 130                                 (__FILE__, __LINE__, String::compose ("Butler video buffers reached %1 frames (audio is %2 at %3)", _video.size(), _audio.size(), pos->get()));
 131                 } else {
 132                         throw ProgrammingError
 133                                 (__FILE__, __LINE__, String::compose ("Butler video buffers reached %1 frames (audio is %2)", _video.size(), _audio.size()));
 134                 }
 135         }
 136
 137         if (_audio.size() >= MAXIMUM_AUDIO_READAHEAD * 10) {
 138                 /* This is way too big */
 139                 optional<DCPTime> pos = _audio.peek();
 140                 if (pos) {
 141                         throw ProgrammingError
 142                                 (__FILE__, __LINE__, String::compose ("Butler audio buffers reached %1 frames at %2 (video is %3)", _audio.size(), pos->get(), _video.size()));
 143                 } else {
 144                         throw ProgrammingError
 145                                 (__FILE__, __LINE__, String::compose ("Butler audio buffers reached %1 frames (video is %3)", _audio.size(), _video.size()));
 146                 }
 147         }
 148
 149         if (_video.size() >= MAXIMUM_VIDEO_READAHEAD * 2) {
 150                 LOG_WARNING ("Butler video buffers reached %1 frames (audio is %2)", _video.size(), _audio.size());
 151         }
 152
 153         if (_audio.size() >= MAXIMUM_AUDIO_READAHEAD * 2) {
 154                 LOG_WARNING ("Butler audio buffers reached %1 frames (video is %2)", _audio.size(), _video.size());
 155         }
 156
 157         if (_stop_thread || _finished || _died || _suspended) {
 158                 /* Definitely do not run */
 159                 return false;
 160         }
 161
 162         if (_video.size() < MINIMUM_VIDEO_READAHEAD || (!_disable_audio && _audio.size() < MINIMUM_AUDIO_READAHEAD)) {
 163                 /* Definitely do run: we need data */
 164                 return true;
 165         }
 166
 167         /* Run if we aren't full of video or audio */
 168         return (_video.size() < MAXIMUM_VIDEO_READAHEAD) && (_audio.size() < MAXIMUM_AUDIO_READAHEAD);
 169 }
 170
 171 void
 172 Butler::thread ()
 173 try
 174 {
 175         while (true) {
 176                 boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 177
 178                 /* Wait until we have something to do */
 179                 while (!should_run() && !_pending_seek_position) {
 180                         _summon.wait (lm);
 181                 }
 182
 183                 /* Do any seek that has been requested */
 184                 if (_pending_seek_position) {
 185                         _finished = false;
 186                         _player->seek (*_pending_seek_position, _pending_seek_accurate);
 187                         _pending_seek_position = optional<DCPTime> ();
 188                 }
 189
 190                 /* Fill _video and _audio.  Don't try to carry on if a pending seek appears
 191                    while lm is unlocked, as in that state nothing will be added to
 192                    _video/_audio.
 193                 */
 194                 while (should_run() && !_pending_seek_position) {
 195                         lm.unlock ();
 196                         bool const r = _player->pass ();
 197                         lm.lock ();
 198                         if (r) {
 199                                 _finished = true;
 200                                 _arrived.notify_all ();
 201                                 break;
 202                         }
 203                         _arrived.notify_all ();
 204                 }
 205         }
 206 } catch (boost::thread_interrupted) {
 207         /* The butler thread is being terminated */
 208         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 209         _finished = true;
 210         _arrived.notify_all ();
 211 } catch (...) {
 212         store_current ();
 213         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 214         _died = true;
 215         _arrived.notify_all ();
 216 }
 217
 218 pair<shared_ptr<PlayerVideo>, DCPTime>
 219 Butler::get_video (Error* e)
 220 {
 221         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 222
 223         if (_suspended) {
 224                 if (e) {
 225                         *e = AGAIN;
 226                 }
 227                 return make_pair(shared_ptr<PlayerVideo>(), DCPTime());
 228         }
 229
 230         /* Wait for data if we have none */
 231         while (_video.empty() && !_finished && !_died) {
 232                 _arrived.wait (lm);
 233         }
 234
 235         if (_video.empty()) {
 236                 if (e) {
 237                         *e = NONE;
 238                 }
 239                 return make_pair(shared_ptr<PlayerVideo>(), DCPTime());
 240         }
 241
 242         pair<shared_ptr<PlayerVideo>, DCPTime> const r = _video.get ();
 243         _summon.notify_all ();
 244         return r;
 245 }
 246
 247 optional<TextRingBuffers::Data>
 248 Butler::get_closed_caption ()
 249 {
 250         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 251         return _closed_caption.get ();
 252 }
 253
 254 void
 255 Butler::seek (DCPTime position, bool accurate)
 256 {
 257         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 258         _awaiting = optional<DCPTime>();
 259         seek_unlocked (position, accurate);
 260 }
 261
 262 void
 263 Butler::seek_unlocked (DCPTime position, bool accurate)
 264 {
 265         if (_died) {
 266                 return;
 267         }
 268
 269         _finished = false;
 270         _pending_seek_position = position;
 271         _pending_seek_accurate = accurate;
 272
 273         {
 274                 boost::mutex::scoped_lock lm (_buffers_mutex);
 275                 _video.clear ();
 276                 _audio.clear ();
 277                 _closed_caption.clear ();
 278         }
 279
 280         _summon.notify_all ();
 281 }
 282
 283 void
 284 Butler::prepare (weak_ptr<PlayerVideo> weak_video)
 285 try
 286 {
 287         shared_ptr<PlayerVideo> video = weak_video.lock ();
 288         /* If the weak_ptr cannot be locked the video obviously no longer requires any work */
 289         if (video) {
 290                 LOG_TIMING("start-prepare in %1", thread_id());
 291                 video->prepare (_pixel_format, _aligned, _fast);
 292                 LOG_TIMING("finish-prepare in %1", thread_id());
 293         }
 294 }
 295 catch (...)
 296 {
 297         store_current ();
 298         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 299         _died = true;
 300 }
 301
 302 void
 303 Butler::video (shared_ptr<PlayerVideo> video, DCPTime time)
 304 {
 305         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 306
 307         if (_pending_seek_position) {
 308                 /* Don't store any video in this case */
 309                 return;
 310         }
 311
 312         _prepare_service.post (bind (&Butler::prepare, this, weak_ptr<PlayerVideo>(video)));
 313
 314         boost::mutex::scoped_lock lm2 (_buffers_mutex);
 315         _video.put (video, time);
 316 }
 317
 318 void
 319 Butler::audio (shared_ptr<AudioBuffers> audio, DCPTime time, int frame_rate)
 320 {
 321         {
 322                 boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 323                 if (_pending_seek_position || _disable_audio) {
 324                         /* Don't store any audio in these cases */
 325                         return;
 326                 }
 327         }
 328
 329         boost::mutex::scoped_lock lm2 (_buffers_mutex);
 330         _audio.put (remap (audio, _audio_channels, _audio_mapping), time, frame_rate);
 331 }
 332
 333 /** Try to get `frames' frames of audio and copy it into `out'.  Silence
 334  *  will be filled if no audio is available.
 335  *  @return time of this audio, or unset if there was a buffer underrun.
 336  */
 337 optional<DCPTime>
 338 Butler::get_audio (float* out, Frame frames)
 339 {
 340         optional<DCPTime> t = _audio.get (out, _audio_channels, frames);
 341         _summon.notify_all ();
 342         return t;
 343 }
 344
 345 void
 346 Butler::disable_audio ()
 347 {
 348         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 349         _disable_audio = true;
 350 }
 351
 352 pair<size_t, string>
 353 Butler::memory_used () const
 354 {
 355         /* XXX: should also look at _audio.memory_used() */
 356         return _video.memory_used();
 357 }
 358
 359 void
 360 Butler::player_change (ChangeType type, bool frequent)
 361 {
 362         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 363
 364         if (type == CHANGE_TYPE_PENDING) {
 365                 ++_suspended;
 366         } else if (type == CHANGE_TYPE_DONE) {
 367                 --_suspended;
 368                 if (_died || _pending_seek_position || frequent) {
 369                         lm.unlock ();
 370                         _summon.notify_all ();
 371                         return;
 372                 }
 373
 374                 DCPTime seek_to;
 375                 DCPTime next = _video.get().second;
 376                 if (_awaiting && _awaiting > next) {
 377                         /* We have recently done a player_changed seek and our buffers haven't been refilled yet,
 378                            so assume that we're seeking to the same place as last time.
 379                         */
 380                         seek_to = *_awaiting;
 381                 } else {
 382                         seek_to = next;
 383                 }
 384
 385                 seek_unlocked (seek_to, true);
 386                 _awaiting = seek_to;
 387         } else if (type == CHANGE_TYPE_CANCELLED) {
 388                 --_suspended;
 389         }
 390
 391         lm.unlock ();
 392         _summon.notify_all ();
 393 }
 394
 395 void
 396 Butler::text (PlayerText pt, TextType type, optional<DCPTextTrack> track, DCPTimePeriod period)
 397 {
 398         if (type != TEXT_CLOSED_CAPTION) {
 399                 return;
 400         }
 401
 402         DCPOMATIC_ASSERT (track);
 403
 404         boost::mutex::scoped_lock lm2 (_buffers_mutex);
 405         _closed_caption.put (pt, *track, period);
 406 }