git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libmp3lame.c

   1 /*
   2  * Interface to libmp3lame for mp3 encoding
   3  * Copyright (c) 2002 Lennert Buytenhek <buytenh@gnu.org>
   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 /**
  23  * @file
  24  * Interface to libmp3lame for mp3 encoding.
  25  */
  26
  27 #include <lame/lame.h>
  28
  29 #include "libavutil/channel_layout.h"
  30 #include "libavutil/common.h"
  31 #include "libavutil/float_dsp.h"
  32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  33 #include "libavutil/log.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "audio_frame_queue.h"
  37 #include "internal.h"
  38 #include "mpegaudio.h"
  39 #include "mpegaudiodecheader.h"
  40
  41 #define BUFFER_SIZE (7200 + 2 * MPA_FRAME_SIZE + MPA_FRAME_SIZE / 4+1000) // FIXME: Buffer size to small? Adding 1000 to make up for it.
  42
  43 typedef struct LAMEContext {
  44     AVClass *class;
  45     AVCodecContext *avctx;
  46     lame_global_flags *gfp;
  47     uint8_t *buffer;
  48     int buffer_index;
  49     int buffer_size;
  50     int reservoir;
  51     float *samples_flt[2];
  52     AudioFrameQueue afq;
  53     AVFloatDSPContext fdsp;
  54 } LAMEContext;
  55
  56
  57 static int realloc_buffer(LAMEContext *s)
  58 {
  59     if (!s->buffer || s->buffer_size - s->buffer_index < BUFFER_SIZE) {
  60         uint8_t *tmp;
  61         int new_size = s->buffer_index + 2 * BUFFER_SIZE;
  62
  63         av_dlog(s->avctx, "resizing output buffer: %d -> %d\n", s->buffer_size,
  64                 new_size);
  65         tmp = av_realloc(s->buffer, new_size);
  66         if (!tmp) {
  67             av_freep(&s->buffer);
  68             s->buffer_size = s->buffer_index = 0;
  69             return AVERROR(ENOMEM);
  70         }
  71         s->buffer      = tmp;
  72         s->buffer_size = new_size;
  73     }
  74     return 0;
  75 }
  76
  77 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  78 {
  79     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  80
  81 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
  82     av_freep(&avctx->coded_frame);
  83 #endif
  84     av_freep(&s->samples_flt[0]);
  85     av_freep(&s->samples_flt[1]);
  86     av_freep(&s->buffer);
  87
  88     ff_af_queue_close(&s->afq);
  89
  90     lame_close(s->gfp);
  91     return 0;
  92 }
  93
  94 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  95 {
  96     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  97     int ret;
  98
  99     s->avctx = avctx;
 100
 101     /* initialize LAME and get defaults */
 102     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
 103         return AVERROR(ENOMEM);
 104
 105
 106     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
 107     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
 108
 109     /* sample rate */
 110     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
 111     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
 112
 113     /* algorithmic quality */
 114     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 115         lame_set_quality(s->gfp, 5);
 116     else
 117         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
 118
 119     /* rate control */
 120     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
 121         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 122         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 123     } else {
 124         if (avctx->bit_rate)
 125             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 126     }
 127
 128     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 129     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 130
 131     /* bit reservoir usage */
 132     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 133
 134     /* set specified parameters */
 135     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 136         ret = -1;
 137         goto error;
 138     }
 139
 140     /* get encoder delay */
 141     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 142     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 143
 144     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 145
 146 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 147     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 148     if (!avctx->coded_frame) {
 149         ret = AVERROR(ENOMEM);
 150         goto error;
 151     }
 152 #endif
 153
 154     /* allocate float sample buffers */
 155     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLTP) {
 156         int ch;
 157         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 158             s->samples_flt[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 159                                            sizeof(*s->samples_flt[ch]));
 160             if (!s->samples_flt[ch]) {
 161                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 162                 goto error;
 163             }
 164         }
 165     }
 166
 167     ret = realloc_buffer(s);
 168     if (ret < 0)
 169         goto error;
 170
 171     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 172
 173     return 0;
 174 error:
 175     mp3lame_encode_close(avctx);
 176     return ret;
 177 }
 178
 179 #define ENCODE_BUFFER(func, buf_type, buf_name) do {                        \
 180     lame_result = func(s->gfp,                                              \
 181                        (const buf_type *)buf_name[0],                       \
 182                        (const buf_type *)buf_name[1], frame->nb_samples,    \
 183                        s->buffer + s->buffer_index,                         \
 184                        s->buffer_size - s->buffer_index);                   \
 185 } while (0)
 186
 187 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 188                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 189 {
 190     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 191     MPADecodeHeader hdr;
 192     int len, ret, ch;
 193     int lame_result;
 194
 195     if (frame) {
 196         switch (avctx->sample_fmt) {
 197         case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 198             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer, int16_t, frame->data);
 199             break;
 200         case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 201             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_int, int32_t, frame->data);
 202             break;
 203         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 204             if (frame->linesize[0] < 4 * FFALIGN(frame->nb_samples, 8)) {
 205                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inadequate AVFrame plane padding\n");
 206                 return AVERROR(EINVAL);
 207             }
 208             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 209                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->samples_flt[ch],
 210                                            (const float *)frame->data[ch],
 211                                            32768.0f,
 212                                            FFALIGN(frame->nb_samples, 8));
 213             }
 214             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_float, float, s->samples_flt);
 215             break;
 216         default:
 217             return AVERROR_BUG;
 218         }
 219     } else {
 220         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 221                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 222     }
 223     if (lame_result < 0) {
 224         if (lame_result == -1) {
 225             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 226                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 227                    s->buffer_index, s->buffer_size - s->buffer_index);
 228         }
 229         return -1;
 230     }
 231     s->buffer_index += lame_result;
 232     ret = realloc_buffer(s);
 233     if (ret < 0) {
 234         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error reallocating output buffer\n");
 235         return ret;
 236     }
 237
 238     /* add current frame to the queue */
 239     if (frame) {
 240         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame) < 0))
 241             return ret;
 242     }
 243
 244     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 245        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 246        determine the frame size. */
 247     if (s->buffer_index < 4)
 248         return 0;
 249     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 250         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 251         return -1;
 252     }
 253     len = hdr.frame_size;
 254     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 255             s->buffer_index);
 256     if (len <= s->buffer_index) {
 257         if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, len)))
 258             return ret;
 259         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 260         s->buffer_index -= len;
 261         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 262
 263         /* Get the next frame pts/duration */
 264         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 265                            &avpkt->duration);
 266
 267         avpkt->size = len;
 268         *got_packet_ptr = 1;
 269     }
 270     return 0;
 271 }
 272
 273 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 274 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 275 static const AVOption options[] = {
 276     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 277     { NULL },
 278 };
 279
 280 static const AVClass libmp3lame_class = {
 281     .class_name = "libmp3lame encoder",
 282     .item_name  = av_default_item_name,
 283     .option     = options,
 284     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 285 };
 286
 287 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 288     { "b",          "0" },
 289     { NULL },
 290 };
 291
 292 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 293     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 294 };
 295
 296 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 297     .name                  = "libmp3lame",
 298     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 299     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 300     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 301     .init                  = mp3lame_encode_init,
 302     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 303     .close                 = mp3lame_encode_close,
 304     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 305     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 306                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 307                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 308                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 309     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 310     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 311                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 312                                                   0 },
 313     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 314     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 315     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 316 };