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 "dsputil.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)
  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     DSPContext dsp;
  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     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
 106     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
 107
 108     /* sample rate */
 109     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
 110     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
 111
 112     /* algorithmic quality */
 113     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 114         lame_set_quality(s->gfp, 5);
 115     else
 116         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
 117
 118     /* rate control */
 119     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
 120         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 121         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 122     } else {
 123         if (avctx->bit_rate)
 124             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 125     }
 126
 127     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 128     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 129
 130     /* bit reservoir usage */
 131     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 132
 133     /* set specified parameters */
 134     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 135         ret = -1;
 136         goto error;
 137     }
 138
 139     /* get encoder delay */
 140     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 141     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 142
 143     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 144
 145 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 146     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 147     if (!avctx->coded_frame) {
 148         ret = AVERROR(ENOMEM);
 149         goto error;
 150     }
 151 #endif
 152
 153     /* allocate float sample buffers */
 154     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLTP) {
 155         int ch;
 156         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 157             s->samples_flt[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 158                                            sizeof(*s->samples_flt[ch]));
 159             if (!s->samples_flt[ch]) {
 160                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 161                 goto error;
 162             }
 163         }
 164     }
 165
 166     ret = realloc_buffer(s);
 167     if (ret < 0)
 168         goto error;
 169
 170     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 171
 172     return 0;
 173 error:
 174     mp3lame_encode_close(avctx);
 175     return ret;
 176 }
 177
 178 #define ENCODE_BUFFER(func, buf_type, buf_name) do {                        \
 179     lame_result = func(s->gfp,                                              \
 180                        (const buf_type *)buf_name[0],                       \
 181                        (const buf_type *)buf_name[1], frame->nb_samples,    \
 182                        s->buffer + s->buffer_index,                         \
 183                        s->buffer_size - s->buffer_index);                   \
 184 } while (0)
 185
 186 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 187                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 188 {
 189     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 190     MPADecodeHeader hdr;
 191     int len, ret, ch;
 192     int lame_result;
 193
 194     if (frame) {
 195         switch (avctx->sample_fmt) {
 196         case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 197             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer, int16_t, frame->data);
 198             break;
 199         case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 200             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_int, int32_t, frame->data);
 201             break;
 202         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 203             if (frame->linesize[0] < 4 * FFALIGN(frame->nb_samples, 8)) {
 204                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inadequate AVFrame plane padding\n");
 205                 return AVERROR(EINVAL);
 206             }
 207             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 208                 s->dsp.vector_fmul_scalar(s->samples_flt[ch],
 209                                           (const float *)frame->data[ch],
 210                                           32768.0f,
 211                                           FFALIGN(frame->nb_samples, 8));
 212             }
 213             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_float, float, s->samples_flt);
 214             break;
 215         default:
 216             return AVERROR_BUG;
 217         }
 218     } else {
 219         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 220                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 221     }
 222     if (lame_result < 0) {
 223         if (lame_result == -1) {
 224             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 225                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 226                    s->buffer_index, s->buffer_size - s->buffer_index);
 227         }
 228         return -1;
 229     }
 230     s->buffer_index += lame_result;
 231     ret = realloc_buffer(s);
 232     if (ret < 0) {
 233         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error reallocating output buffer\n");
 234         return ret;
 235     }
 236
 237     /* add current frame to the queue */
 238     if (frame) {
 239         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame) < 0))
 240             return ret;
 241     }
 242
 243     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 244        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 245        determine the frame size. */
 246     if (s->buffer_index < 4)
 247         return 0;
 248     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 249         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 250         return -1;
 251     }
 252     len = hdr.frame_size;
 253     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 254             s->buffer_index);
 255     if (len <= s->buffer_index) {
 256         if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, len))) {
 257             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 258             return ret;
 259         }
 260         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 261         s->buffer_index -= len;
 262         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 263
 264         /* Get the next frame pts/duration */
 265         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 266                            &avpkt->duration);
 267
 268         avpkt->size = len;
 269         *got_packet_ptr = 1;
 270     }
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 275 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 276 static const AVOption options[] = {
 277     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 278     { NULL },
 279 };
 280
 281 static const AVClass libmp3lame_class = {
 282     .class_name = "libmp3lame encoder",
 283     .item_name  = av_default_item_name,
 284     .option     = options,
 285     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 286 };
 287
 288 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 289     { "b",          "0" },
 290     { NULL },
 291 };
 292
 293 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 294     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 295 };
 296
 297 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 298     .name                  = "libmp3lame",
 299     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 300     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 301     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 302     .init                  = mp3lame_encode_init,
 303     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 304     .close                 = mp3lame_encode_close,
 305     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 306     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 307                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 308                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 309                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 310     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 311     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 312                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 313                                                   0 },
 314     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 315     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 316     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 317 };