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