[keyframe] WebRTC KeyframeRequest 响应延迟 2.1 秒，期间 152 个 P 帧被丢弃 #16

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2026-06-13T23:02:56+08:00

dailz commented

2026-06-13 23:02:56 +08:00

现象

日志中 14:48:36.585 视频端请求关键帧：

14:48:36.585432  INFO  received keyframe request from viewer
14:48:37.009532  DEBUG write_h264: skipping non-IDR frame (356 bytes), waiting for keyframe
... (152 行 skipping non-IDR frame) ...
14:48:38.686532  INFO  write_h264: got IDR keyframe (94540 bytes), starting playback

等待时长 2.1 秒
期间 152 个 P 帧被编码、压缩、传到 WebRTC 层后丢弃

根因

src/webrtc.rs:614-620 只置 need_keyframe=true 后被动等待编码器自然产生 IDR：

if self.need_keyframe {
    if !is_idr_nalu(data) {
        tracing::debug!("write_h264: skipping non-IDR frame (...), waiting for keyframe");
        return Ok(false);
    }
    ...
    self.need_keyframe = false;
}

代码库中没有任何强制 IDR 机制：

无 frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I
无 libx264 forced-idr 选项设置
无编码器→WebRTC 层的 keyframe 通知通道

默认 GOP = fps*2 = 120 帧 = 正好对应日志中的 2 秒（src/state_portal.rs:204-210）。

影响

WebRTC 中 keyframe 请求意味着"我丢了帧/解码器崩了/新观众加入，需要立即 IDR"。等待 2 秒 = 视频冻结 2 秒，每次丢包恢复都触发，对体验是灾难。

修复方向

在 SwEncEncode（src/avhw.rs）中：

暴露 force_keyframe() 方法，设置内部 AtomicBool
在 encode_cpu_frame() 入口检查该标志，若为 true：
```
(*frame).pict_type = ffi::AV_PICTURE_TYPE_I;
(*frame).key_frame = 1;
```
（对于 AVCodecContext 也可用 av_opt_set(codec_ctx, "forced-idr", "1", 0)）
通过 channel 把 keyframe 请求从 webrtc.rs 传到 encode 线程
响应延迟应降到 1 帧以内（<33ms@30fps）

关联

降档触发也会调用 set_need_keyframe()（src/state_portal.rs:738），同样踩这个坑
#15 （compositor stall）的 filler 帧策略也加剧 keyframe 等待期间的用户体验问题

复现

连接视频端，断网/恢复模拟丢包，或在浏览器 DevTools 触发 RTCRtpSender.getParameters() 后 force PLI。观察 received keyframe request 到 got IDR keyframe 的间隔。

## 现象日志中 `14:48:36.585` 视频端请求关键帧： ``` 14:48:36.585432 INFO received keyframe request from viewer 14:48:37.009532 DEBUG write_h264: skipping non-IDR frame (356 bytes), waiting for keyframe ... (152 行 skipping non-IDR frame) ... 14:48:38.686532 INFO write_h264: got IDR keyframe (94540 bytes), starting playback ``` - 等待时长 **2.1 秒** - 期间 **152 个 P 帧**被编码、压缩、传到 WebRTC 层后丢弃 ## 根因 `src/webrtc.rs:614-620` 只置 `need_keyframe=true` 后**被动等待**编码器自然产生 IDR： ```rust if self.need_keyframe { if !is_idr_nalu(data) { tracing::debug!("write_h264: skipping non-IDR frame (...), waiting for keyframe"); return Ok(false); } ... self.need_keyframe = false; } ``` 代码库中**没有任何强制 IDR 机制**： - 无 `frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I` - 无 libx264 `forced-idr` 选项设置 - 无编码器→WebRTC 层的 keyframe 通知通道默认 GOP = `fps*2` = 120 帧 = **正好对应日志中的 2 秒**（`src/state_portal.rs:204-210`）。 ## 影响 WebRTC 中 keyframe 请求意味着"我丢了帧/解码器崩了/新观众加入，需要立即 IDR"。**等待 2 秒 = 视频冻结 2 秒**，每次丢包恢复都触发，对体验是灾难。 ## 修复方向在 `SwEncEncode`（`src/avhw.rs`）中： 1. 暴露 `force_keyframe()` 方法，设置内部 `AtomicBool` 2. 在 `encode_cpu_frame()` 入口检查该标志，若为 true： ```rust (*frame).pict_type = ffi::AV_PICTURE_TYPE_I; (*frame).key_frame = 1; ``` （对于 AVCodecContext 也可用 `av_opt_set(codec_ctx, "forced-idr", "1", 0)`） 3. 通过 channel 把 keyframe 请求从 `webrtc.rs` 传到 encode 线程 4. 响应延迟应降到 1 帧以内（<33ms@30fps） ## 关联 - 降档触发也会调用 `set_need_keyframe()`（`src/state_portal.rs:738`），同样踩这个坑 - #15 （compositor stall）的 filler 帧策略也加剧 keyframe 等待期间的用户体验问题 ## 复现连接视频端，断网/恢复模拟丢包，或在浏览器 DevTools 触发 `RTCRtpSender.getParameters()` 后 force PLI。观察 `received keyframe request` 到 `got IDR keyframe` 的间隔。

dailz added the area/webrtc area/encoder priority/critical type/bug labels 2026-06-13 23:02:56 +08:00

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2026-06-13 23:03:54 +08:00

[filler] 停滞期间 filler 帧循环两端浪费：3245 filler vs 3209 dedup #18

dailz referenced this issue

2026-06-13 23:05:33 +08:00

[bitrate] 启动码率 11 Mbps 忽略后续 BWE 反馈，首个 IDR 偏大 #21

dailz commented

2026-06-13 23:13:54 +08:00

Oracle 审核结论（force-IDR 修复方向）

裁决：approve-with-changes — 方向正确，但必须把 force-IDR 请求交给 encode 线程拥有，且必须在 dedup 之前绕过去。AVFrame.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I 必须配合 libx264 私有选项 forced-idr=1，不要依赖 key_frame = 1。

关键修正

codec 创建时一次性设置 forced-idr=1（在 avcodec_open2 之前）：
```
av_opt_set((*enc_ctx).priv_data, c"forced-idr".as_ptr(), c"1".as_ptr(), 0);
```
这样 pict_type = I 才能保证产出真正的 IDR，而不是 non-IDR I 帧。
force-keyframe 必须在 dedup 之前消费——这是原方案的最大漏洞。
src/avhw.rs:1133 的 if current_hash == self.last_frame_hash { return Ok(()); } 在 avcodec_send_frame 之前就 short-circuit 了。如果合成器停滞期间客户端发来 keyframe request（见 #15 / #18，60% 时间是 filler），filler 帧的 hash 永远等于上一帧 → 永远跳过 → 永远不出 IDR。
self.yuv_frame 是复用的：pict_type 必须每帧显式 reset 到 AV_PICTURE_TYPE_NONE，否则一次 force 之后所有后续帧都会被标成 I。
force 标志只有在 avcodec_send_frame 成功后才清零——避免 send 失败时丢请求。
webrtc.rs 的 need_keyframe 清除时机不变（webrtc.rs:626）：仍然在 write_h264 实际观察到 IDR 离开编码器时清。

编码线程侧代码草图

// BitrateCommand 增加：
pub enum BitrateCommand {
    UpdateBitrate { target_bps: u64 },
    UpdateResolution { width: u32, height: u32 },
    ForceKeyframe,                      // ← 新增
}

// SwEncEncode 增加字段：
force_keyframe_pending: bool,

// 注意：UpdateResolution 触发时也要置 force_keyframe_pending = true
// （原有 set_need_keyframe 行为不变，但要让编码器真的产出 IDR）

pub fn encode_cpu_frame(&mut self, frame: &CpuNv12Frame) -> Result<()> {
    while let Ok(cmd) = self.bitrate_rx.try_recv() {
        match cmd {
            BitrateCommand::UpdateBitrate { target_bps } => { /* ... */ }
            BitrateCommand::UpdateResolution { width, height } => {
                self.recreate_encoder(width, height)?;
                self.force_keyframe_pending = true;   // ← 分辨率变化后必须 IDR
            }
            BitrateCommand::ForceKeyframe => {
                self.force_keyframe_pending = true;
            }
        }
    }

    if let Some(ref paused) = self.webrtc_paused {
        if paused.load(Ordering::Relaxed) { return Ok(()); }
    }

    let force_this_frame = self.force_keyframe_pending;
    let frame_index = self.frame_count;
    self.frame_count = self.frame_count.saturating_add(1);

    let current_hash = hash_sampled_y_plane(&frame.y_data, width, height, frame.y_stride);
    let force_gop_frame = self.gop_size > 0 && frame_index % u64::from(self.gop_size) == 0;

    // ← 关键：force 时绕过 dedup
    if frame_index > 0
        && !force_this_frame
        && !force_gop_frame
        && current_hash == self.last_frame_hash
    {
        tracing::debug!(frame_index, "skipping duplicate frame");
        self.last_frame_hash = current_hash;
        return Ok(());
    }
    self.last_frame_hash = current_hash;

    // sws_scale NV12 → YUV420P ...

    unsafe {
        (*self.yuv_frame).pts = pts;
        // ← 每帧 reset；仅 force_this_frame 时设 I
        (*self.yuv_frame).pict_type = if force_this_frame {
            ffi::AV_PICTURE_TYPE_I
        } else {
            ffi::AV_PICTURE_TYPE_NONE
        };

        let ret = ffi::avcodec_send_frame(self.enc_video.as_mut_ptr(), self.yuv_frame);
        if ret < 0 { bail!(...); }

        if force_this_frame {
            self.force_keyframe_pending = false;   // ← 只在成功后清
        }
    }
    self.drain_encoder(start_ts)
}

libx264 + FFmpeg 的坑

AV_PICTURE_TYPE_I 请求 intra 帧；让 libx264 真正产 IDR（而非 non-IDR I）需要 forced-idr=1 私有选项。
AVFrame.key_frame 是输出/元数据概念，在 input 帧上设置会被忽略——不要用。
没有 AV_CODEC_FLAG2_FAST_MANAGEMENT 这种东西；AV_CODEC_FLAG2_FAST 与此无关。
SPS/PPS 重复：WebRTC viewer 在 IDR 后可能需要解码器配置。确认 x264 配置了 repeat-headers=1（或在打包/信令层提供 parameter sets），否则新连入的 viewer 无法解码首帧 IDR。
完全停滞场景：如果合成器完全无新帧、filler 通道也没东西（极端 case），编码器侧无法产出 IDR 直到下一帧到达。force_keyframe_pending 必须能持续存活到那时。

WebRTC 侧改动

Event::KeyframeRequest(_) => {
    tracing::info!("received keyframe request from viewer");
    self.need_keyframe = true;
    // ← 新增：把请求下推到 encode 线程
    let _ = self.bitrate_tx.try_send(BitrateCommand::ForceKeyframe);
}

need_keyframe 仍在 write_h264 观察 IDR 时清（保持现有语义）。

延迟下界分析

从 KeyframeRequest 到 IDR 上线的最坏路径：

input_rx.recv() 在 encode 线程的等待时间（bounded(1) 通道 + capture/filler 节奏）
- encode_cpu_frame 处理时间（~3.7ms p95，见末尾 stats）
- drain_encoder + webrtc_tx channel send
- write_h264 在 webrtc 线程

主导项是 input_rx 等待时间。filler 在 ~30fps 节奏下推入 encode 线程，所以下界约 33ms。bounded(1) 在常态下不是瓶颈，但在 burst 时会丢请求——ForceKeyframe 用 try_send 失败也无害（合并语义）。

期望效果

keyframe request 响应：2.1s → ~33ms（60× 改善）
"skipping non-IDR frame, waiting for keyframe" 行：152 → 0

测试策略

单元测试：mock KeyframeRequest event，断言 bitrate_tx 收到 ForceKeyframe
集成测试：在 stall 期间（filler 主导）触发 keyframe request，断言 ≤ 100ms 内有 IDR 出 write_h264
回归锁：日志扫描 skipping non-IDR frame 计数 = 0（在触发 keyframe request 的测试场景下）

不要做的事

❌ 不要删除 GOP-based 周期 IDR 作为 fallback——保留 until 有证据周期 IDR 在拖累码率/延迟
❌ 不要改用单独的 keyframe channel 或 AtomicBool——BitrateCommand 扩展更干净
❌ 不要在 webrtc.rs 提前清 need_keyframe——保持观察到 IDR 才清的语义

## Oracle 审核结论（force-IDR 修复方向） **裁决：approve-with-changes** — 方向正确，但必须把 force-IDR 请求交给 encode 线程拥有，且必须在 dedup 之前绕过去。`AVFrame.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I` 必须配合 libx264 私有选项 `forced-idr=1`，**不要**依赖 `key_frame = 1`。 --- ### 关键修正 1. **codec 创建时一次性设置** `forced-idr=1`（在 `avcodec_open2` 之前）： ```rust av_opt_set((*enc_ctx).priv_data, c"forced-idr".as_ptr(), c"1".as_ptr(), 0); ``` 这样 `pict_type = I` 才能保证产出真正的 IDR，而不是 non-IDR I 帧。 2. **force-keyframe 必须在 dedup 之前消费**——这是原方案的最大漏洞。 `src/avhw.rs:1133` 的 `if current_hash == self.last_frame_hash { return Ok(()); }` 在 `avcodec_send_frame` 之前就 short-circuit 了。如果合成器停滞期间客户端发来 keyframe request（见 #15 / #18，60% 时间是 filler），filler 帧的 hash 永远等于上一帧 → 永远跳过 → 永远不出 IDR。 3. **`self.yuv_frame` 是复用的**：`pict_type` 必须每帧显式 reset 到 `AV_PICTURE_TYPE_NONE`，否则一次 force 之后所有后续帧都会被标成 I。 4. **force 标志只有在 `avcodec_send_frame` 成功后才清零**——避免 send 失败时丢请求。 5. **`webrtc.rs` 的 `need_keyframe` 清除时机不变**（`webrtc.rs:626`）：仍然在 `write_h264` 实际观察到 IDR 离开编码器时清。 ### 推荐的通道方案 **方案 2：扩展现有 `BitrateCommand` 枚举加 `ForceKeyframe` 变体**。理由： - 复用 encode 线程顶部已有的 `bitrate_rx.try_recv()` 控制平面 - 自然合并（多个请求 → 一个 `force_keyframe_pending: bool`） - 避免额外的 out-of-band AtomicBool 状态 ### 编码线程侧代码草图 ```rust // BitrateCommand 增加： pub enum BitrateCommand { UpdateBitrate { target_bps: u64 }, UpdateResolution { width: u32, height: u32 }, ForceKeyframe, // ← 新增 } // SwEncEncode 增加字段： force_keyframe_pending: bool, // 注意：UpdateResolution 触发时也要置 force_keyframe_pending = true // （原有 set_need_keyframe 行为不变，但要让编码器真的产出 IDR） pub fn encode_cpu_frame(&mut self, frame: &CpuNv12Frame) -> Result<()> { while let Ok(cmd) = self.bitrate_rx.try_recv() { match cmd { BitrateCommand::UpdateBitrate { target_bps } => { /* ... */ } BitrateCommand::UpdateResolution { width, height } => { self.recreate_encoder(width, height)?; self.force_keyframe_pending = true; // ← 分辨率变化后必须 IDR } BitrateCommand::ForceKeyframe => { self.force_keyframe_pending = true; } } } if let Some(ref paused) = self.webrtc_paused { if paused.load(Ordering::Relaxed) { return Ok(()); } } let force_this_frame = self.force_keyframe_pending; let frame_index = self.frame_count; self.frame_count = self.frame_count.saturating_add(1); let current_hash = hash_sampled_y_plane(&frame.y_data, width, height, frame.y_stride); let force_gop_frame = self.gop_size > 0 && frame_index % u64::from(self.gop_size) == 0; // ← 关键：force 时绕过 dedup if frame_index > 0 && !force_this_frame && !force_gop_frame && current_hash == self.last_frame_hash { tracing::debug!(frame_index, "skipping duplicate frame"); self.last_frame_hash = current_hash; return Ok(()); } self.last_frame_hash = current_hash; // sws_scale NV12 → YUV420P ... unsafe { (*self.yuv_frame).pts = pts; // ← 每帧 reset；仅 force_this_frame 时设 I (*self.yuv_frame).pict_type = if force_this_frame { ffi::AV_PICTURE_TYPE_I } else { ffi::AV_PICTURE_TYPE_NONE }; let ret = ffi::avcodec_send_frame(self.enc_video.as_mut_ptr(), self.yuv_frame); if ret < 0 { bail!(...); } if force_this_frame { self.force_keyframe_pending = false; // ← 只在成功后清 } } self.drain_encoder(start_ts) } ``` ### libx264 + FFmpeg 的坑 1. `AV_PICTURE_TYPE_I` 请求 intra 帧；让 libx264 真正产 **IDR**（而非 non-IDR I）需要 `forced-idr=1` 私有选项。 2. `AVFrame.key_frame` 是输出/元数据概念，在 input 帧上设置会被忽略——**不要**用。 3. 没有 `AV_CODEC_FLAG2_FAST_MANAGEMENT` 这种东西；`AV_CODEC_FLAG2_FAST` 与此无关。 4. **SPS/PPS 重复**：WebRTC viewer 在 IDR 后可能需要解码器配置。确认 x264 配置了 `repeat-headers=1`（或在打包/信令层提供 parameter sets），否则新连入的 viewer 无法解码首帧 IDR。 5. **完全停滞场景**：如果合成器完全无新帧、filler 通道也没东西（极端 case），编码器侧无法产出 IDR 直到下一帧到达。`force_keyframe_pending` 必须能持续存活到那时。 ### WebRTC 侧改动 ```rust Event::KeyframeRequest(_) => { tracing::info!("received keyframe request from viewer"); self.need_keyframe = true; // ← 新增：把请求下推到 encode 线程 let _ = self.bitrate_tx.try_send(BitrateCommand::ForceKeyframe); } ``` `need_keyframe` 仍在 `write_h264` 观察 IDR 时清（保持现有语义）。 ### 延迟下界分析从 `KeyframeRequest` 到 IDR 上线的最坏路径： - `input_rx.recv()` 在 encode 线程的等待时间（bounded(1) 通道 + capture/filler 节奏） - + `encode_cpu_frame` 处理时间（~3.7ms p95，见末尾 stats） - + `drain_encoder` + `webrtc_tx` channel send - + `write_h264` 在 webrtc 线程主导项是 `input_rx` 等待时间。filler 在 ~30fps 节奏下推入 encode 线程，所以下界约 **33ms**。`bounded(1)` 在常态下不是瓶颈，但在 burst 时会丢请求——`ForceKeyframe` 用 `try_send` 失败也无害（合并语义）。 ### 期望效果 - keyframe request 响应：**2.1s → ~33ms**（60× 改善） - "skipping non-IDR frame, waiting for keyframe" 行：**152 → 0** ### 测试策略 1. **单元测试**：mock `KeyframeRequest` event，断言 `bitrate_tx` 收到 `ForceKeyframe` 2. **集成测试**：在 stall 期间（filler 主导）触发 keyframe request，断言 ≤ 100ms 内有 IDR 出 `write_h264` 3. **回归锁**：日志扫描 `skipping non-IDR frame` 计数 = 0（在触发 keyframe request 的测试场景下） ### 不要做的事 - ❌ **不要**删除 GOP-based 周期 IDR 作为 fallback——保留 until 有证据周期 IDR 在拖累码率/延迟 - ❌ **不要**改用单独的 keyframe channel 或 AtomicBool——`BitrateCommand` 扩展更干净 - ❌ **不要**在 `webrtc.rs` 提前清 `need_keyframe`——保持观察到 IDR 才清的语义

dailz commented

2026-06-14 00:11:03 +08:00

Implemented: Immediate IDR on KeyframeRequest

Changes: 3 files, ~40 lines. cargo build clean (0 errors), cargo test 34/34 passed (transform 26, backend_detect 3, fps_limit 5).

Signal flow

str0m Event::KeyframeRequest
  → WebRtcInner.force_keyframe_to_encode = true   (webrtc.rs)
  → webrtc_thread_loop: wrtc.take_force_keyframe()
  → bitrate_tx.try_send(ForceKeyframe)            (state_portal.rs)
  → encode_cpu_frame: drain bitrate_rx
  → SwEncEncode.force_keyframe_pending = true     (avhw.rs)
  → force_this_frame captured AFTER drain
  → bypass dedup hash check
  → set AV_PICTURE_TYPE_I on yuv_frame
  → avcodec_send_frame → libx264 emits IDR (forced-idr=1)
  → write_h264 sees IDR → clears need_keyframe

Oracle pitfalls addressed (all 6 from comment #348)

AV_PICTURE_TYPE_I needs forced-idr=1 — added av_opt_set(priv_data, "forced-idr", "1") in create_software_h264_encoder before avcodec_open2. It's an FFmpeg-level option (not x264-native), so it goes via av_opt_set, NOT in the x264opts string.
key_frame = 1 is output-only — not used. We set pict_type (input-side) instead.
Resolution change implies IDR — recreate_encoder now sets force_keyframe_pending = true at the end. Belt-and-suspenders (fresh encoder's first frame is IDR by default).
Reused AVFrame leaks pict_type — pict_type reset to AV_PICTURE_TYPE_NONE on every non-forced frame via else branch. This is the critical trap: without the reset, a previously-forced I-type would leak into subsequent P-frames.
Pending survives compositor stalls — force_keyframe_pending is only cleared after avcodec_send_frame succeeds. If the encoder is paused (viewer not yet connected), the flag persists across frames until the pause lifts.
repeat_headers=1 already present — not duplicated. SPS/PPS inline on IDR already works.

Key design decisions

Reused bitrate_tx channel (Oracle-approved) — no new channel, no AtomicBool. The encode thread owns SwEncEncode exclusively; bitrate_rx is the synchronization mechanism.
Separate flag from need_keyframe — need_keyframe gates write_h264's skip-non-IDR behavior (cleared when IDR observed). force_keyframe_to_encode is drained by take_force_keyframe() (cleared when forwarded to encode thread). Different lifecycles, different consumers.
try_send drops if full — bounded(4) channel, encode thread drains all pending per frame. Multiple ForceKeyframe commands are idempotent (just set bool=true repeatedly).

Files changed

src/avhw.rs — BitrateCommand::ForceKeyframe variant; SwEncEncode.force_keyframe_pending field; forced-idr=1 in encoder init; drain/dedup-bypass/pict_type/clear logic in encode_cpu_frame; force_keyframe_pending = true in recreate_encoder
src/webrtc.rs — WebRtcInner.force_keyframe_to_encode field; take_force_keyframe() drain method; set flag in Event::KeyframeRequest, Event::Connected, handle_sdp_offer, set_need_keyframe
src/state_portal.rs — webrtc_thread_loop: drain take_force_keyframe() after poll_and_feed(), push ForceKeyframe via bitrate_tx.try_send

Verification

cargo build — 0 errors, 0 new warnings (pre-existing transform.rs dead-code warnings unchanged)
cargo test transform — 26 passed
cargo test backend_detect — 3 passed
cargo test fps_limit — 5 passed
rust-analyzer not installed in toolchain (pre-existing env issue); cargo build clean is authoritative

Expected runtime impact

The 2.1s keyframe delay (152 skipped non-IDR frames at ~70ms wall-clock each) should drop to ~1 frame (~33ms at 30fps). The force_this_frame bypass means the FIRST frame after a KeyframeRequest is guaranteed to be encoded (not deduped) AND marked as IDR.

Remaining: needs a live capture session on Wayland+VAAPI to confirm the skipped-non-IDR count drops from 152 to 0. Hardware test deferred (not CI-gatable).

## Implemented: Immediate IDR on KeyframeRequest **Changes:** 3 files, ~40 lines. `cargo build` clean (0 errors), `cargo test` 34/34 passed (transform 26, backend_detect 3, fps_limit 5). ### Signal flow ``` str0m Event::KeyframeRequest → WebRtcInner.force_keyframe_to_encode = true (webrtc.rs) → webrtc_thread_loop: wrtc.take_force_keyframe() → bitrate_tx.try_send(ForceKeyframe) (state_portal.rs) → encode_cpu_frame: drain bitrate_rx → SwEncEncode.force_keyframe_pending = true (avhw.rs) → force_this_frame captured AFTER drain → bypass dedup hash check → set AV_PICTURE_TYPE_I on yuv_frame → avcodec_send_frame → libx264 emits IDR (forced-idr=1) → write_h264 sees IDR → clears need_keyframe ``` ### Oracle pitfalls addressed (all 6 from comment #348) 1. **`AV_PICTURE_TYPE_I` needs `forced-idr=1`** — added `av_opt_set(priv_data, "forced-idr", "1")` in `create_software_h264_encoder` before `avcodec_open2`. It's an FFmpeg-level option (not x264-native), so it goes via `av_opt_set`, NOT in the `x264opts` string. 2. **`key_frame = 1` is output-only** — not used. We set `pict_type` (input-side) instead. 3. **Resolution change implies IDR** — `recreate_encoder` now sets `force_keyframe_pending = true` at the end. Belt-and-suspenders (fresh encoder's first frame is IDR by default). 4. **Reused AVFrame leaks pict_type** — `pict_type` reset to `AV_PICTURE_TYPE_NONE` on every non-forced frame via `else` branch. This is the critical trap: without the reset, a previously-forced I-type would leak into subsequent P-frames. 5. **Pending survives compositor stalls** — `force_keyframe_pending` is only cleared after `avcodec_send_frame` succeeds. If the encoder is paused (viewer not yet connected), the flag persists across frames until the pause lifts. 6. **`repeat_headers=1` already present** — not duplicated. SPS/PPS inline on IDR already works. ### Key design decisions - **Reused `bitrate_tx` channel** (Oracle-approved) — no new channel, no `AtomicBool`. The encode thread owns `SwEncEncode` exclusively; `bitrate_rx` is the synchronization mechanism. - **Separate flag from `need_keyframe`** — `need_keyframe` gates `write_h264`'s skip-non-IDR behavior (cleared when IDR observed). `force_keyframe_to_encode` is drained by `take_force_keyframe()` (cleared when forwarded to encode thread). Different lifecycles, different consumers. - **`try_send` drops if full** — bounded(4) channel, encode thread drains all pending per frame. Multiple `ForceKeyframe` commands are idempotent (just set bool=true repeatedly). ### Files changed - `src/avhw.rs` — `BitrateCommand::ForceKeyframe` variant; `SwEncEncode.force_keyframe_pending` field; `forced-idr=1` in encoder init; drain/dedup-bypass/pict_type/clear logic in `encode_cpu_frame`; `force_keyframe_pending = true` in `recreate_encoder` - `src/webrtc.rs` — `WebRtcInner.force_keyframe_to_encode` field; `take_force_keyframe()` drain method; set flag in `Event::KeyframeRequest`, `Event::Connected`, `handle_sdp_offer`, `set_need_keyframe` - `src/state_portal.rs` — `webrtc_thread_loop`: drain `take_force_keyframe()` after `poll_and_feed()`, push `ForceKeyframe` via `bitrate_tx.try_send` ### Verification - `cargo build` — 0 errors, 0 new warnings (pre-existing transform.rs dead-code warnings unchanged) - `cargo test transform` — 26 passed - `cargo test backend_detect` — 3 passed - `cargo test fps_limit` — 5 passed - rust-analyzer not installed in toolchain (pre-existing env issue); `cargo build` clean is authoritative ### Expected runtime impact The 2.1s keyframe delay (152 skipped non-IDR frames at ~70ms wall-clock each) should drop to ~1 frame (~33ms at 30fps). The `force_this_frame` bypass means the FIRST frame after a `KeyframeRequest` is guaranteed to be encoded (not deduped) AND marked as IDR. **Remaining:** needs a live capture session on Wayland+VAAPI to confirm the skipped-non-IDR count drops from 152 to 0. Hardware test deferred (not CI-gatable).

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2026-06-14 00:11:09 +08:00

dailz commented

2026-06-14 08:19:54 +08:00

验证结果：修复完全生效

Release 二进制捕获会话（3372 行日志，5 次 keyframe 请求）：

指标	修复前	修复后
`skipping non-IDR frame`（丢弃 P 帧）	152 次	0 次 ✅
keyframe request → IDR 延迟	2.1 秒	5–20ms（最佳）

5 次 keyframe 请求延迟分解

#	request → ForceKeyframe	ForceKeyframe → IDR	总延迟
1	611ms	4ms	615ms
2	1.6ms	4ms	5ms
3	430ms	5ms	436ms
4	86ms	5ms	91ms
5	15ms	5ms	20ms

结论

skipping non-IDR frame 从 152 → 0，彻底消除 P 帧浪费
ForceKeyframe → IDR 稳定在 4–5ms，编码器即时响应 forced-idr=1
最佳端到端 5ms（之前 2100ms，提升 420 倍）

次要发现（非 #16 范畴）

部分 keyframe request → ForceKeyframe 仍有 430–611ms 延迟（第 1、3 次），原因是 take_force_keyframe() 只在 webrtc_thread_loop 迭代时调用，循环周期受 poll_and_feed() 阻塞影响。属于 #19（编码器自旋/WebRTC 线程调度）的范畴，另行处理。

## 验证结果：修复完全生效 Release 二进制捕获会话（3372 行日志，5 次 keyframe 请求）： | 指标 | 修复前 | 修复后 | |------|--------|--------| | `skipping non-IDR frame`（丢弃 P 帧） | **152 次** | **0 次** ✅ | | keyframe request → IDR 延迟 | **2.1 秒** | **5–20ms**（最佳） | ### 5 次 keyframe 请求延迟分解 | # | request → ForceKeyframe | ForceKeyframe → IDR | 总延迟 | |---|------------------------|--------------------|---------| | 1 | 611ms | 4ms | 615ms | | 2 | 1.6ms | 4ms | **5ms** | | 3 | 430ms | 5ms | 436ms | | 4 | 86ms | 5ms | 91ms | | 5 | 15ms | 5ms | **20ms** | ### 结论 - `skipping non-IDR frame` 从 152 → **0**，彻底消除 P 帧浪费 - `ForceKeyframe → IDR` 稳定在 **4–5ms**，编码器即时响应 forced-idr=1 - 最佳端到端 **5ms**（之前 2100ms，提升 420 倍） ### 次要发现（非 #16 范畴）部分 keyframe request → ForceKeyframe 仍有 430–611ms 延迟（第 1、3 次），原因是 `take_force_keyframe()` 只在 `webrtc_thread_loop` 迭代时调用，循环周期受 `poll_and_feed()` 阻塞影响。属于 #19（编码器自旋/WebRTC 线程调度）的范畴，另行处理。

dailz referenced this issue from a commit

2026-06-20 18:46:57 +08:00

fix(webrtc): force IDR on KeyframeRequest via forced-idr=1 + pict_type (closes #16)

dailz referenced this issue

2026-06-20 20:05:00 +08:00

[webrtc] PLI 驱动的 keyframe 风暴 + 码率过度攀升导致秒级延迟 #23

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Reference: dailz/wl-webrtc#16