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 "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)
  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     int reservoir;
  42 } Mp3AudioContext;
  43
  44 static av_cold int MP3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  45 {
  46     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
  47
  48     if (avctx->channels > 2)
  49         return -1;
  50
  51     s->stereo = avctx->channels > 1 ? 1 : 0;
  52
  53     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  54         goto err;
  55     lame_set_in_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  56     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  57     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  58     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT) {
  59         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  60     } else {
  61         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  62     }
  63     lame_set_mode(s->gfp, s->stereo ? JOINT_STEREO : MONO);
  64     lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
  65     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  66         lame_set_brate(s->gfp, 0);
  67         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  68         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
  69     }
  70     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
  71 #if FF_API_LAME_GLOBAL_OPTS
  72     s->reservoir = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BIT_RESERVOIR;
  73 #endif
  74     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
  75     if (lame_init_params(s->gfp) < 0)
  76         goto err_close;
  77
  78     avctx->frame_size             = lame_get_framesize(s->gfp);
  79     avctx->coded_frame            = avcodec_alloc_frame();
  80     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
  81
  82     return 0;
  83
  84 err_close:
  85     lame_close(s->gfp);
  86 err:
  87     return -1;
  88 }
  89
  90 static const int sSampleRates[] = {
  91     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
  92 };
  93
  94 static const int sBitRates[2][3][15] = {
  95     {
  96         { 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288, 320, 352, 384, 416, 448 },
  97         { 0, 32, 48, 56, 64,  80,  96,  112, 128, 160, 192, 224, 256, 320, 384 },
  98         { 0, 32, 40, 48, 56,  64,  80,  96,  112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 }
  99     },
 100     {
 101         { 0, 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 144, 160, 176, 192, 224, 256 },
 102         { 0,  8, 16, 24, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160 },
 103         { 0,  8, 16, 24, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160 }
 104     },
 105 };
 106
 107 static const int sSamplesPerFrame[2][3] = {
 108     { 384, 1152, 1152 },
 109     { 384, 1152,  576 }
 110 };
 111
 112 static const int sBitsPerSlot[3] = { 32, 8, 8 };
 113
 114 static int mp3len(void *data, int *samplesPerFrame, int *sampleRate)
 115 {
 116     uint32_t header  = AV_RB32(data);
 117     int layerID      = 3 - ((header >> 17) & 0x03);
 118     int bitRateID    = ((header >> 12) & 0x0f);
 119     int sampleRateID = ((header >> 10) & 0x03);
 120     int bitsPerSlot  = sBitsPerSlot[layerID];
 121     int isPadded     = ((header >> 9) & 0x01);
 122     static int const mode_tab[4] = { 2, 3, 1, 0 };
 123     int mode    = mode_tab[(header >> 19) & 0x03];
 124     int mpeg_id = mode > 0;
 125     int temp0, temp1, bitRate;
 126
 127     if (((header >> 21) & 0x7ff) != 0x7ff || mode == 3 || layerID == 3 ||
 128         sampleRateID == 3) {
 129         return -1;
 130     }
 131
 132     if (!samplesPerFrame)
 133         samplesPerFrame = &temp0;
 134     if (!sampleRate)
 135         sampleRate      = &temp1;
 136
 137     //*isMono = ((header >>  6) & 0x03) == 0x03;
 138
 139     *sampleRate      = sSampleRates[sampleRateID] >> mode;
 140     bitRate          = sBitRates[mpeg_id][layerID][bitRateID] * 1000;
 141     *samplesPerFrame = sSamplesPerFrame[mpeg_id][layerID];
 142     //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG,
 143     //       "sr:%d br:%d spf:%d l:%d m:%d\n",
 144     //       *sampleRate, bitRate, *samplesPerFrame, layerID, mode);
 145
 146     return *samplesPerFrame * bitRate / (bitsPerSlot * *sampleRate) + isPadded;
 147 }
 148
 149 static int MP3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
 150                                 int buf_size, void *data)
 151 {
 152     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 153     int len;
 154     int lame_result;
 155
 156     /* lame 3.91 dies on '1-channel interleaved' data */
 157
 158     if (data) {
 159         if (s->stereo) {
 160             lame_result = lame_encode_buffer_interleaved(s->gfp, data,
 161                                                          avctx->frame_size,
 162                                                          s->buffer + s->buffer_index,
 163                                                          BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 164         } else {
 165             lame_result = lame_encode_buffer(s->gfp, data, data,
 166                                              avctx->frame_size, s->buffer +
 167                                              s->buffer_index, BUFFER_SIZE -
 168                                              s->buffer_index);
 169         }
 170     } else {
 171         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 172                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 173     }
 174
 175     if (lame_result < 0) {
 176         if (lame_result == -1) {
 177             /* output buffer too small */
 178             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 179                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 180                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 181         }
 182         return -1;
 183     }
 184
 185     s->buffer_index += lame_result;
 186
 187     if (s->buffer_index < 4)
 188         return 0;
 189
 190     len = mp3len(s->buffer, NULL, NULL);
 191     //av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "in:%d packet-len:%d index:%d\n",
 192     //       avctx->frame_size, len, s->buffer_index);
 193     if (len <= s->buffer_index) {
 194         memcpy(frame, s->buffer, len);
 195         s->buffer_index -= len;
 196
 197         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 198         // FIXME fix the audio codec API, so we do not need the memcpy()
 199         /*for(i=0; i<len; i++) {
 200             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%2X ", frame[i]);
 201         }*/
 202         return len;
 203     } else
 204         return 0;
 205 }
 206
 207 static av_cold int MP3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 208 {
 209     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 210
 211     av_freep(&avctx->coded_frame);
 212
 213     lame_close(s->gfp);
 214     return 0;
 215 }
 216
 217 #define OFFSET(x) offsetof(Mp3AudioContext, x)
 218 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 219 static const AVOption options[] = {
 220     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 221     { NULL },
 222 };
 223
 224 static const AVClass libmp3lame_class = {
 225     .class_name = "libmp3lame encoder",
 226     .item_name  = av_default_item_name,
 227     .option     = options,
 228     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 229 };
 230
 231 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 232     .name                  = "libmp3lame",
 233     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 234     .id                    = CODEC_ID_MP3,
 235     .priv_data_size        = sizeof(Mp3AudioContext),
 236     .init                  = MP3lame_encode_init,
 237     .encode                = MP3lame_encode_frame,
 238     .close                 = MP3lame_encode_close,
 239     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY,
 240     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16,
 241                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 242     .supported_samplerates = sSampleRates,
 243     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 244     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 245 };