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 "libavutil/intreadwrite.h"
  28 #include "libavutil/log.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "mpegaudio.h"
  32 #include <lame/lame.h>
  33
  34 #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.
  35 typedef struct Mp3AudioContext {
  36     AVClass *class;
  37     lame_global_flags *gfp;
  38     int stereo;
  39     uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
  40     int buffer_index;
  41     struct {
  42         int *left;
  43         int *right;
  44     } s32_data;
  45     int reservoir;
  46 } Mp3AudioContext;
  47
  48 static av_cold int MP3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  49 {
  50     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
  51
  52     if (avctx->channels > 2) {
  53         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  54                "Invalid number of channels %d, must be <= 2\n", avctx->channels);
  55         return AVERROR(EINVAL);
  56     }
  57
  58     s->stereo = avctx->channels > 1 ? 1 : 0;
  59
  60     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  61         goto err;
  62     lame_set_in_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  63     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  64     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  65     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT) {
  66         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  67     } else {
  68         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  69     }
  70     lame_set_mode(s->gfp, s->stereo ? JOINT_STEREO : MONO);
  71     lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
  72     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  73         lame_set_brate(s->gfp, 0);
  74         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  75         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
  76     }
  77     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
  78 #if FF_API_LAME_GLOBAL_OPTS
  79     s->reservoir = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BIT_RESERVOIR;
  80 #endif
  81     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
  82     if (lame_init_params(s->gfp) < 0)
  83         goto err_close;
  84
  85     avctx->frame_size             = lame_get_framesize(s->gfp);
  86
  87     if(!(avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame())) {
  88         lame_close(s->gfp);
  89
  90         return AVERROR(ENOMEM);
  91     }
  92     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
  93
  94     if(AV_SAMPLE_FMT_S32 == avctx->sample_fmt && s->stereo) {
  95         int nelem = 2 * avctx->frame_size;
  96
  97         if(! (s->s32_data.left = av_malloc(nelem * sizeof(int)))) {
  98             av_freep(&avctx->coded_frame);
  99             lame_close(s->gfp);
 100
 101             return AVERROR(ENOMEM);
 102         }
 103
 104         s->s32_data.right = s->s32_data.left + avctx->frame_size;
 105     }
 106
 107     return 0;
 108
 109 err_close:
 110     lame_close(s->gfp);
 111 err:
 112     return -1;
 113 }
 114
 115 static const int sSampleRates[] = {
 116     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 117 };
 118
 119 static const int sBitRates[2][3][15] = {
 120     {
 121         { 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288, 320, 352, 384, 416, 448 },
 122         { 0, 32, 48, 56, 64,  80,  96,  112, 128, 160, 192, 224, 256, 320, 384 },
 123         { 0, 32, 40, 48, 56,  64,  80,  96,  112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 }
 124     },
 125     {
 126         { 0, 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 144, 160, 176, 192, 224, 256 },
 127         { 0,  8, 16, 24, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160 },
 128         { 0,  8, 16, 24, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160 }
 129     },
 130 };
 131
 132 static const int sSamplesPerFrame[2][3] = {
 133     { 384, 1152, 1152 },
 134     { 384, 1152,  576 }
 135 };
 136
 137 static const int sBitsPerSlot[3] = { 32, 8, 8 };
 138
 139 static int mp3len(void *data, int *samplesPerFrame, int *sampleRate)
 140 {
 141     uint32_t header  = AV_RB32(data);
 142     int layerID      = 3 - ((header >> 17) & 0x03);
 143     int bitRateID    = ((header >> 12) & 0x0f);
 144     int sampleRateID = ((header >> 10) & 0x03);
 145     int bitsPerSlot  = sBitsPerSlot[layerID];
 146     int isPadded     = ((header >> 9) & 0x01);
 147     static int const mode_tab[4] = { 2, 3, 1, 0 };
 148     int mode    = mode_tab[(header >> 19) & 0x03];
 149     int mpeg_id = mode > 0;
 150     int temp0, temp1, bitRate;
 151
 152     if (((header >> 21) & 0x7ff) != 0x7ff || mode == 3 || layerID == 3 ||
 153         sampleRateID == 3) {
 154         return -1;
 155     }
 156
 157     if (!samplesPerFrame)
 158         samplesPerFrame = &temp0;
 159     if (!sampleRate)
 160         sampleRate      = &temp1;
 161
 162     //*isMono = ((header >>  6) & 0x03) == 0x03;
 163
 164     *sampleRate      = sSampleRates[sampleRateID] >> mode;
 165     bitRate          = sBitRates[mpeg_id][layerID][bitRateID] * 1000;
 166     *samplesPerFrame = sSamplesPerFrame[mpeg_id][layerID];
 167     //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG,
 168     //       "sr:%d br:%d spf:%d l:%d m:%d\n",
 169     //       *sampleRate, bitRate, *samplesPerFrame, layerID, mode);
 170
 171     return *samplesPerFrame * bitRate / (bitsPerSlot * *sampleRate) + isPadded;
 172 }
 173
 174 static int MP3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
 175                                 int buf_size, void *data)
 176 {
 177     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 178     int len;
 179     int lame_result;
 180
 181     /* lame 3.91 dies on '1-channel interleaved' data */
 182
 183     if (!data){
 184         lame_result= lame_encode_flush(
 185                 s->gfp,
 186                 s->buffer + s->buffer_index,
 187                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 188                 );
 189 #if 2147483647 == INT_MAX
 190     }else if(AV_SAMPLE_FMT_S32 == avctx->sample_fmt){
 191         if (s->stereo) {
 192             int32_t *rp = data;
 193             int32_t *mp = rp + 2*avctx->frame_size;
 194             int *wpl = s->s32_data.left;
 195             int *wpr = s->s32_data.right;
 196
 197             while (rp < mp) {
 198                 *wpl++ = *rp++;
 199                 *wpr++ = *rp++;
 200             }
 201
 202             lame_result = lame_encode_buffer_int(
 203                 s->gfp,
 204                 s->s32_data.left,
 205                 s->s32_data.right,
 206                 avctx->frame_size,
 207                 s->buffer + s->buffer_index,
 208                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 209                 );
 210         } else {
 211             lame_result = lame_encode_buffer_int(
 212                 s->gfp,
 213                 data,
 214                 data,
 215                 avctx->frame_size,
 216                 s->buffer + s->buffer_index,
 217                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 218                 );
 219         }
 220 #endif
 221     }else{
 222         if (s->stereo) {
 223             lame_result = lame_encode_buffer_interleaved(
 224                 s->gfp,
 225                 data,
 226                 avctx->frame_size,
 227                 s->buffer + s->buffer_index,
 228                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 229                 );
 230         } else {
 231             lame_result = lame_encode_buffer(
 232                 s->gfp,
 233                 data,
 234                 data,
 235                 avctx->frame_size,
 236                 s->buffer + s->buffer_index,
 237                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 238                 );
 239         }
 240     }
 241
 242     if (lame_result < 0) {
 243         if (lame_result == -1) {
 244             /* output buffer too small */
 245             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 246                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 247                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 248         }
 249         return -1;
 250     }
 251
 252     s->buffer_index += lame_result;
 253
 254     if (s->buffer_index < 4)
 255         return 0;
 256
 257     len = mp3len(s->buffer, NULL, NULL);
 258     //av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "in:%d packet-len:%d index:%d\n",
 259     //       avctx->frame_size, len, s->buffer_index);
 260     if (len <= s->buffer_index) {
 261         memcpy(frame, s->buffer, len);
 262         s->buffer_index -= len;
 263
 264         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 265         // FIXME fix the audio codec API, so we do not need the memcpy()
 266         /*for(i=0; i<len; i++) {
 267             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%2X ", frame[i]);
 268         }*/
 269         return len;
 270     } else
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 static av_cold int MP3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 275 {
 276     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 277
 278     av_freep(&s->s32_data.left);
 279     av_freep(&avctx->coded_frame);
 280
 281     lame_close(s->gfp);
 282     return 0;
 283 }
 284
 285 #define OFFSET(x) offsetof(Mp3AudioContext, x)
 286 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 287 static const AVOption options[] = {
 288     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 289     { NULL },
 290 };
 291
 292 static const AVClass libmp3lame_class = {
 293     .class_name = "libmp3lame encoder",
 294     .item_name  = av_default_item_name,
 295     .option     = options,
 296     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 297 };
 298
 299 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 300     .name                  = "libmp3lame",
 301     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 302     .id                    = CODEC_ID_MP3,
 303     .priv_data_size        = sizeof(Mp3AudioContext),
 304     .init                  = MP3lame_encode_init,
 305     .encode                = MP3lame_encode_frame,
 306     .close                 = MP3lame_encode_close,
 307     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY,
 308     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16,
 309 #if 2147483647 == INT_MAX
 310     AV_SAMPLE_FMT_S32,
 311 #endif
 312                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 313     .supported_samplerates = sSampleRates,
 314     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 315     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 316 };