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 Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/audioconvert.h"
  30 #include "libavutil/common.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "libavutil/log.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "audio_frame_queue.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "mpegaudio.h"
  38 #include "mpegaudiodecheader.h"
  39
  40 #define BUFFER_SIZE (7200 + 2 * MPA_FRAME_SIZE + MPA_FRAME_SIZE / 4)
  41
  42 typedef struct LAMEContext {
  43     AVClass *class;
  44     AVCodecContext *avctx;
  45     lame_global_flags *gfp;
  46     uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
  47     int buffer_index;
  48     int reservoir;
  49     void *planar_samples[2];
  50     AudioFrameQueue afq;
  51 } LAMEContext;
  52
  53
  54 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  55 {
  56     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  57
  58 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
  59     av_freep(&avctx->coded_frame);
  60 #endif
  61     av_freep(&s->planar_samples[0]);
  62     av_freep(&s->planar_samples[1]);
  63
  64     ff_af_queue_close(&s->afq);
  65
  66     lame_close(s->gfp);
  67     return 0;
  68 }
  69
  70 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  71 {
  72     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  73     int ret;
  74
  75     s->avctx = avctx;
  76
  77     /* initialize LAME and get defaults */
  78     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  79         return AVERROR(ENOMEM);
  80
  81     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  82     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
  83
  84     /* sample rate */
  85     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
  86     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  87
  88     /* algorithmic quality */
  89     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
  90         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  91     else
  92         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  93
  94     /* rate control */
  95     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  96         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  97         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
  98     } else {
  99         if (avctx->bit_rate)
 100             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 101     }
 102
 103     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 104     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 105
 106     /* bit reservoir usage */
 107     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 108
 109     /* set specified parameters */
 110     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 111         ret = -1;
 112         goto error;
 113     }
 114
 115     /* get encoder delay */
 116     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 117     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 118
 119     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 120
 121 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 122     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 123     if (!avctx->coded_frame) {
 124         ret = AVERROR(ENOMEM);
 125         goto error;
 126     }
 127 #endif
 128
 129     /* sample format */
 130     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32 ||
 131         avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
 132         int ch;
 133         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 134             s->planar_samples[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 135                                               av_get_bytes_per_sample(avctx->sample_fmt));
 136             if (!s->planar_samples[ch]) {
 137                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 138                 goto error;
 139             }
 140         }
 141     }
 142
 143     return 0;
 144 error:
 145     mp3lame_encode_close(avctx);
 146     return ret;
 147 }
 148
 149 #define DEINTERLEAVE(type, scale) do {                  \
 150     int ch, i;                                          \
 151     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {       \
 152         const type *input = samples;                    \
 153         type      *output = s->planar_samples[ch];      \
 154         input += ch;                                    \
 155         for (i = 0; i < nb_samples; i++) {              \
 156             output[i] = *input * scale;                 \
 157             input += s->avctx->channels;                \
 158         }                                               \
 159     }                                                   \
 160 } while (0)
 161
 162 static int encode_frame_int16(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 163 {
 164     if (s->avctx->channels > 1) {
 165         return lame_encode_buffer_interleaved(s->gfp, samples,
 166                                               nb_samples,
 167                                               s->buffer + s->buffer_index,
 168                                               BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 169     } else {
 170         return lame_encode_buffer(s->gfp, samples, NULL, nb_samples,
 171                                   s->buffer + s->buffer_index,
 172                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 173     }
 174 }
 175
 176 static int encode_frame_int32(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 177 {
 178     DEINTERLEAVE(int32_t, 1);
 179
 180     return lame_encode_buffer_int(s->gfp,
 181                                   s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 182                                   nb_samples,
 183                                   s->buffer + s->buffer_index,
 184                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 185 }
 186
 187 static int encode_frame_float(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 188 {
 189     DEINTERLEAVE(float, 32768.0f);
 190
 191     return lame_encode_buffer_float(s->gfp,
 192                                     s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 193                                     nb_samples,
 194                                     s->buffer + s->buffer_index,
 195                                     BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 196 }
 197
 198 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 199                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 200 {
 201     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 202     MPADecodeHeader hdr;
 203     int len, ret;
 204     int lame_result;
 205
 206     if (frame) {
 207         switch (avctx->sample_fmt) {
 208         case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 209             lame_result = encode_frame_int16(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 210             break;
 211         case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 212             lame_result = encode_frame_int32(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 213             break;
 214         case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
 215             lame_result = encode_frame_float(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 216             break;
 217         default:
 218             return AVERROR_BUG;
 219         }
 220     } else {
 221         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 222                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 223     }
 224     if (lame_result < 0) {
 225         if (lame_result == -1) {
 226             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 227                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 228                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 229         }
 230         return -1;
 231     }
 232     s->buffer_index += lame_result;
 233
 234     /* add current frame to the queue */
 235     if (frame) {
 236         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame) < 0))
 237             return ret;
 238     }
 239
 240     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 241        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 242        determine the frame size. */
 243     if (s->buffer_index < 4)
 244         return 0;
 245     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 247         return -1;
 248     }
 249     len = hdr.frame_size;
 250     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 251             s->buffer_index);
 252     if (len <= s->buffer_index) {
 253         if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, len))) {
 254             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 255             return ret;
 256         }
 257         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 258         s->buffer_index -= len;
 259         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 260
 261         /* Get the next frame pts/duration */
 262         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 263                            &avpkt->duration);
 264
 265         avpkt->size = len;
 266         *got_packet_ptr = 1;
 267     }
 268     return 0;
 269 }
 270
 271 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 272 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 273 static const AVOption options[] = {
 274     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 275     { NULL },
 276 };
 277
 278 static const AVClass libmp3lame_class = {
 279     .class_name = "libmp3lame encoder",
 280     .item_name  = av_default_item_name,
 281     .option     = options,
 282     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 283 };
 284
 285 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 286     { "b",          "0" },
 287     { NULL },
 288 };
 289
 290 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 291     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 292 };
 293
 294 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 295     .name                  = "libmp3lame",
 296     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 297     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 298     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 299     .init                  = mp3lame_encode_init,
 300     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 301     .close                 = mp3lame_encode_close,
 302     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 303     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32,
 304                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLT,
 305                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16,
 306                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 307     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 308     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 309                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 310                                                   0 },
 311     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 312     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 313     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 314 };