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/intreadwrite.h"
  30 #include "libavutil/log.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "mpegaudio.h"
  35 #include "mpegaudiodecheader.h"
  36
  37 #define BUFFER_SIZE (7200 + 2 * MPA_FRAME_SIZE + MPA_FRAME_SIZE / 4)
  38
  39 typedef struct LAMEContext {
  40     AVClass *class;
  41     AVCodecContext *avctx;
  42     lame_global_flags *gfp;
  43     uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
  44     int buffer_index;
  45     int reservoir;
  46     void *planar_samples[2];
  47 } LAMEContext;
  48
  49
  50 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  51 {
  52     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  53
  54     av_freep(&avctx->coded_frame);
  55     av_freep(&s->planar_samples[0]);
  56     av_freep(&s->planar_samples[1]);
  57
  58     lame_close(s->gfp);
  59     return 0;
  60 }
  61
  62 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  63 {
  64     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  65     int ret;
  66
  67     s->avctx = avctx;
  68
  69     /* initialize LAME and get defaults */
  70     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  71         return AVERROR(ENOMEM);
  72
  73     /* channels */
  74     if (avctx->channels > 2) {
  75         ret =  AVERROR(EINVAL);
  76         goto error;
  77     }
  78     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  79     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
  80
  81     /* sample rate */
  82     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
  83     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  84
  85     /* algorithmic quality */
  86     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
  87         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  88     else
  89         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  90
  91     /* rate control */
  92     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  93         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  94         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
  95     } else {
  96         if (avctx->bit_rate)
  97             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
  98     }
  99
 100     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 101     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 102
 103     /* bit reservoir usage */
 104     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 105
 106     /* set specified parameters */
 107     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 108         ret = -1;
 109         goto error;
 110     }
 111
 112     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 113     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 114     if (!avctx->coded_frame) {
 115         ret = AVERROR(ENOMEM);
 116         goto error;
 117     }
 118
 119     /* sample format */
 120     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32 ||
 121         avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
 122         int ch;
 123         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 124             s->planar_samples[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 125                                               av_get_bytes_per_sample(avctx->sample_fmt));
 126             if (!s->planar_samples[ch]) {
 127                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 128                 goto error;
 129             }
 130         }
 131     }
 132
 133     return 0;
 134 error:
 135     mp3lame_encode_close(avctx);
 136     return ret;
 137 }
 138
 139 #define DEINTERLEAVE(type, scale) do {                  \
 140     int ch, i;                                          \
 141     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {       \
 142         const type *input = samples;                    \
 143         type      *output = s->planar_samples[ch];      \
 144         input += ch;                                    \
 145         for (i = 0; i < s->avctx->frame_size; i++) {    \
 146             output[i] = *input * scale;                 \
 147             input += s->avctx->channels;                \
 148         }                                               \
 149     }                                                   \
 150 } while (0)
 151
 152 static int encode_frame_int16(LAMEContext *s, void *samples)
 153 {
 154     if (s->avctx->channels > 1) {
 155         return lame_encode_buffer_interleaved(s->gfp, samples,
 156                                               s->avctx->frame_size,
 157                                               s->buffer + s->buffer_index,
 158                                               BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 159     } else {
 160         return lame_encode_buffer(s->gfp, samples, NULL, s->avctx->frame_size,
 161                                   s->buffer + s->buffer_index,
 162                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 163     }
 164 }
 165
 166 static int encode_frame_int32(LAMEContext *s, void *samples)
 167 {
 168     DEINTERLEAVE(int32_t, 1);
 169
 170     return lame_encode_buffer_int(s->gfp,
 171                                   s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 172                                   s->avctx->frame_size,
 173                                   s->buffer + s->buffer_index,
 174                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 175 }
 176
 177 static int encode_frame_float(LAMEContext *s, void *samples)
 178 {
 179     DEINTERLEAVE(float, 32768.0f);
 180
 181     return lame_encode_buffer_float(s->gfp,
 182                                     s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 183                                     s->avctx->frame_size,
 184                                     s->buffer + s->buffer_index,
 185                                     BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 186 }
 187
 188 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
 189                                 int buf_size, void *data)
 190 {
 191     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 192     MPADecodeHeader hdr;
 193     int len;
 194     int lame_result;
 195
 196     if (data) {
 197         switch (avctx->sample_fmt) {
 198         case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 199             lame_result = encode_frame_int16(s, data);
 200             break;
 201         case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 202             lame_result = encode_frame_int32(s, data);
 203             break;
 204         case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
 205             lame_result = encode_frame_float(s, data);
 206             break;
 207         default:
 208             return AVERROR_BUG;
 209         }
 210     } else {
 211         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 212                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 213     }
 214     if (lame_result < 0) {
 215         if (lame_result == -1) {
 216             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 217                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 218                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 219         }
 220         return -1;
 221     }
 222     s->buffer_index += lame_result;
 223
 224     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 225        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 226        determine the frame size. */
 227     if (s->buffer_index < 4)
 228         return 0;
 229     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 230         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 231         return -1;
 232     }
 233     len = hdr.frame_size;
 234     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 235             s->buffer_index);
 236     if (len <= s->buffer_index) {
 237         memcpy(frame, s->buffer, len);
 238         s->buffer_index -= len;
 239         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 240         return len;
 241     } else
 242         return 0;
 243 }
 244
 245 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 246 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 247 static const AVOption options[] = {
 248     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 249     { NULL },
 250 };
 251
 252 static const AVClass libmp3lame_class = {
 253     .class_name = "libmp3lame encoder",
 254     .item_name  = av_default_item_name,
 255     .option     = options,
 256     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 257 };
 258
 259 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 260     { "b",          "0" },
 261     { NULL },
 262 };
 263
 264 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 265     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 266 };
 267
 268 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 269     .name                  = "libmp3lame",
 270     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 271     .id                    = CODEC_ID_MP3,
 272     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 273     .init                  = mp3lame_encode_init,
 274     .encode                = mp3lame_encode_frame,
 275     .close                 = mp3lame_encode_close,
 276     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY,
 277     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32,
 278                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLT,
 279                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16,
 280                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 281     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 282     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 283     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 284     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 285 };