git.sesse.net Git - nageru/blob - nageru/audio_encoder.cpp

   1 #include "audio_encoder.h"
   2
   3 extern "C" {
   4 #include <libavcodec/avcodec.h>
   5 #include <libavformat/avformat.h>
   6 #include <libswresample/swresample.h>
   7 #include <libavutil/channel_layout.h>
   8 #include <libavutil/error.h>
   9 #include <libavutil/frame.h>
  10 #include <libavutil/mem.h>
  11 #include <libavutil/opt.h>
  12 #include <libavutil/rational.h>
  13 #include <libavutil/samplefmt.h>
  14 }
  15
  16 #include <assert.h>
  17 #include <errno.h>
  18 #include <stdio.h>
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <memory>
  21 #include <string>
  22 #include <vector>
  23
  24 #include "defs.h"
  25 #include "shared/mux.h"
  26 #include "shared/timebase.h"
  27
  28 using namespace std;
  29
  30 AudioEncoder::AudioEncoder(const string &codec_name, int bit_rate, const AVOutputFormat *oformat)
  31 {
  32         const AVCodec *codec = avcodec_find_encoder_by_name(codec_name.c_str());
  33         if (codec == nullptr) {
  34                 fprintf(stderr, "ERROR: Could not find codec '%s'\n", codec_name.c_str());
  35                 abort();
  36         }
  37
  38         ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
  39         ctx->bit_rate = bit_rate;
  40         ctx->sample_rate = OUTPUT_FREQUENCY;
  41         ctx->sample_fmt = codec->sample_fmts[0];
  42         ctx->ch_layout.order = AV_CHANNEL_ORDER_NATIVE;
  43         ctx->ch_layout.nb_channels = 2;
  44         ctx->ch_layout.u.mask = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  45         ctx->time_base = AVRational{1, TIMEBASE};
  46         if (oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER) {
  47                 ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
  48         }
  49         if (avcodec_open2(ctx, codec, NULL) < 0) {
  50                 fprintf(stderr, "Could not open codec '%s'\n", codec_name.c_str());
  51                 abort();
  52         }
  53
  54         resampler = swr_alloc_set_opts(nullptr,
  55                                        /*out_ch_layout=*/AV_CH_LAYOUT_STEREO,
  56                                        /*out_sample_fmt=*/ctx->sample_fmt,
  57                                        /*out_sample_rate=*/OUTPUT_FREQUENCY,
  58                                        /*in_ch_layout=*/AV_CH_LAYOUT_STEREO,
  59                                        /*in_sample_fmt=*/AV_SAMPLE_FMT_FLT,
  60                                        /*in_sample_rate=*/OUTPUT_FREQUENCY,
  61                                        /*log_offset=*/0,
  62                                        /*log_ctx=*/nullptr);
  63         if (resampler == nullptr) {
  64                 fprintf(stderr, "Allocating resampler failed.\n");
  65                 abort();
  66         }
  67
  68         if (swr_init(resampler) < 0) {
  69                 fprintf(stderr, "Could not open resample context.\n");
  70                 abort();
  71         }
  72
  73         audio_frame = av_frame_alloc();
  74 }
  75
  76 AudioEncoder::~AudioEncoder()
  77 {
  78         av_frame_free(&audio_frame);
  79         swr_free(&resampler);
  80         avcodec_free_context(&ctx);
  81 }
  82
  83 void AudioEncoder::encode_audio(const vector<float> &audio, int64_t audio_pts)
  84 {
  85         if (ctx->frame_size == 0) {
  86                 // No queueing needed.
  87                 assert(audio_queue.empty());
  88                 assert(audio.size() % 2 == 0);
  89                 encode_audio_one_frame(&audio[0], audio.size() / 2, audio_pts);
  90                 return;
  91         }
  92
  93         int64_t sample_offset = audio_queue.size();
  94
  95         audio_queue.insert(audio_queue.end(), audio.begin(), audio.end());
  96         size_t sample_num;
  97         for (sample_num = 0;
  98              sample_num + ctx->frame_size * 2 <= audio_queue.size();
  99              sample_num += ctx->frame_size * 2) {
 100                 int64_t adjusted_audio_pts = audio_pts + (int64_t(sample_num) - sample_offset) * TIMEBASE / (OUTPUT_FREQUENCY * 2);
 101                 encode_audio_one_frame(&audio_queue[sample_num],
 102                                        ctx->frame_size,
 103                                        adjusted_audio_pts);
 104         }
 105         audio_queue.erase(audio_queue.begin(), audio_queue.begin() + sample_num);
 106
 107         last_pts = audio_pts + audio.size() * TIMEBASE / (OUTPUT_FREQUENCY * 2);
 108 }
 109
 110 void AudioEncoder::encode_audio_one_frame(const float *audio, size_t num_samples, int64_t audio_pts)
 111 {
 112         audio_frame->pts = audio_pts;
 113         audio_frame->nb_samples = num_samples;
 114         audio_frame->ch_layout.order = AV_CHANNEL_ORDER_NATIVE;
 115         audio_frame->ch_layout.nb_channels = 2;
 116         audio_frame->ch_layout.u.mask = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 117         audio_frame->format = ctx->sample_fmt;
 118         audio_frame->sample_rate = OUTPUT_FREQUENCY;
 119
 120         if (av_samples_alloc(audio_frame->data, nullptr, 2, num_samples, ctx->sample_fmt, 0) < 0) {
 121                 fprintf(stderr, "Could not allocate %zu samples.\n", num_samples);
 122                 abort();
 123         }
 124
 125         if (swr_convert(resampler, audio_frame->data, num_samples, reinterpret_cast<const uint8_t **>(&audio), num_samples) < 0) {
 126                 fprintf(stderr, "Audio conversion failed.\n");
 127                 abort();
 128         }
 129
 130         int err = avcodec_send_frame(ctx, audio_frame);
 131         if (err < 0) {
 132                 fprintf(stderr, "avcodec_send_frame() failed with error %d\n", err);
 133                 abort();
 134         }
 135
 136         for ( ;; ) {  // Termination condition within loop.
 137                 AVPacket pkt;
 138                 av_init_packet(&pkt);
 139                 pkt.data = nullptr;
 140                 pkt.size = 0;
 141                 int err = avcodec_receive_packet(ctx, &pkt);
 142                 if (err == 0) {
 143                         pkt.stream_index = 1;
 144                         pkt.flags = 0;
 145                         for (Mux *mux : muxes) {
 146                                 mux->add_packet(pkt, pkt.pts, pkt.dts);
 147                         }
 148                         av_packet_unref(&pkt);
 149                 } else if (err == AVERROR(EAGAIN)) {
 150                         break;
 151                 } else {
 152                         fprintf(stderr, "avcodec_receive_frame() failed with error %d\n", err);
 153                         abort();
 154                 }
 155         }
 156
 157         av_freep(&audio_frame->data[0]);
 158         av_frame_unref(audio_frame);
 159 }
 160
 161 void AudioEncoder::encode_last_audio()
 162 {
 163         if (!audio_queue.empty()) {
 164                 // Last frame can be whatever size we want.
 165                 assert(audio_queue.size() % 2 == 0);
 166                 encode_audio_one_frame(&audio_queue[0], audio_queue.size() / 2, last_pts);
 167                 audio_queue.clear();
 168         }
 169
 170         if (ctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_DELAY) {
 171                 // Collect any delayed frames.
 172                 for ( ;; ) {
 173                         AVPacket pkt;
 174                         av_init_packet(&pkt);
 175                         pkt.data = nullptr;
 176                         pkt.size = 0;
 177                         int err = avcodec_receive_packet(ctx, &pkt);
 178                         if (err == 0) {
 179                                 pkt.stream_index = 1;
 180                                 pkt.flags = 0;
 181                                 for (Mux *mux : muxes) {
 182                                         mux->add_packet(pkt, pkt.pts, pkt.dts);
 183                                 }
 184                                 av_packet_unref(&pkt);
 185                         } else if (err == AVERROR_EOF) {
 186                                 break;
 187                         } else {
 188                                 fprintf(stderr, "avcodec_receive_frame() failed with error %d\n", err);
 189                                 abort();
 190                         }
 191                 }
 192         }
 193 }
 194
 195 AVCodecParametersWithDeleter AudioEncoder::get_codec_parameters()
 196 {
 197         AVCodecParameters *codecpar = avcodec_parameters_alloc();
 198         avcodec_parameters_from_context(codecpar, ctx);
 199         return AVCodecParametersWithDeleter(codecpar);
 200 }