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     int joint_stereo;
  52     float *samples_flt[2];
  53     AudioFrameQueue afq;
  54     AVFloatDSPContext fdsp;
  55 } LAMEContext;
  56
  57
  58 static int realloc_buffer(LAMEContext *s)
  59 {
  60     if (!s->buffer || s->buffer_size - s->buffer_index < BUFFER_SIZE) {
  61         int new_size = s->buffer_index + 2 * BUFFER_SIZE, err;
  62
  63         av_dlog(s->avctx, "resizing output buffer: %d -> %d\n", s->buffer_size,
  64                 new_size);
  65         if ((err = av_reallocp(&s->buffer, new_size)) < 0) {
  66             s->buffer_size = s->buffer_index = 0;
  67             return err;
  68         }
  69         s->buffer_size = new_size;
  70     }
  71     return 0;
  72 }
  73
  74 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  75 {
  76     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  77
  78     av_freep(&s->samples_flt[0]);
  79     av_freep(&s->samples_flt[1]);
  80     av_freep(&s->buffer);
  81
  82     ff_af_queue_close(&s->afq);
  83
  84     lame_close(s->gfp);
  85     return 0;
  86 }
  87
  88 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  89 {
  90     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  91     int ret;
  92
  93     s->avctx = avctx;
  94
  95     /* initialize LAME and get defaults */
  96     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  97         return AVERROR(ENOMEM);
  98
  99     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
 100     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? s->joint_stereo ? JOINT_STEREO : STEREO : MONO);
 101
 102     /* sample rate */
 103     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
 104     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
 105
 106     /* algorithmic quality */
 107     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 108         lame_set_quality(s->gfp, 5);
 109     else
 110         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
 111
 112     /* rate control */
 113     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) { // VBR
 114         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 115         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 116     } else {
 117         if (avctx->bit_rate)                // CBR
 118             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 119     }
 120
 121     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 122     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 123
 124     /* bit reservoir usage */
 125     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 126
 127     /* set specified parameters */
 128     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 129         ret = -1;
 130         goto error;
 131     }
 132
 133     /* get encoder delay */
 134     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 135     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 136
 137     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 138
 139     /* allocate float sample buffers */
 140     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLTP) {
 141         int ch;
 142         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 143             s->samples_flt[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 144                                            sizeof(*s->samples_flt[ch]));
 145             if (!s->samples_flt[ch]) {
 146                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 147                 goto error;
 148             }
 149         }
 150     }
 151
 152     ret = realloc_buffer(s);
 153     if (ret < 0)
 154         goto error;
 155
 156     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 157
 158     return 0;
 159 error:
 160     mp3lame_encode_close(avctx);
 161     return ret;
 162 }
 163
 164 #define ENCODE_BUFFER(func, buf_type, buf_name) do {                        \
 165     lame_result = func(s->gfp,                                              \
 166                        (const buf_type *)buf_name[0],                       \
 167                        (const buf_type *)buf_name[1], frame->nb_samples,    \
 168                        s->buffer + s->buffer_index,                         \
 169                        s->buffer_size - s->buffer_index);                   \
 170 } while (0)
 171
 172 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 173                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 174 {
 175     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 176     MPADecodeHeader hdr;
 177     int len, ret, ch;
 178     int lame_result;
 179
 180     if (frame) {
 181         switch (avctx->sample_fmt) {
 182         case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 183             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer, int16_t, frame->data);
 184             break;
 185         case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 186             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_int, int32_t, frame->data);
 187             break;
 188         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 189             if (frame->linesize[0] < 4 * FFALIGN(frame->nb_samples, 8)) {
 190                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inadequate AVFrame plane padding\n");
 191                 return AVERROR(EINVAL);
 192             }
 193             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 194                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->samples_flt[ch],
 195                                            (const float *)frame->data[ch],
 196                                            32768.0f,
 197                                            FFALIGN(frame->nb_samples, 8));
 198             }
 199             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_float, float, s->samples_flt);
 200             break;
 201         default:
 202             return AVERROR_BUG;
 203         }
 204     } else {
 205         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 206                                         s->buffer_size - s->buffer_index);
 207     }
 208     if (lame_result < 0) {
 209         if (lame_result == -1) {
 210             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 211                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 212                    s->buffer_index, s->buffer_size - s->buffer_index);
 213         }
 214         return -1;
 215     }
 216     s->buffer_index += lame_result;
 217     ret = realloc_buffer(s);
 218     if (ret < 0) {
 219         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error reallocating output buffer\n");
 220         return ret;
 221     }
 222
 223     /* add current frame to the queue */
 224     if (frame) {
 225         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 226             return ret;
 227     }
 228
 229     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 230        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 231        determine the frame size. */
 232     if (s->buffer_index < 4)
 233         return 0;
 234     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 235         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 236         return -1;
 237     }
 238     len = hdr.frame_size;
 239     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 240             s->buffer_index);
 241     if (len <= s->buffer_index) {
 242         if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, len))) {
 243             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 244             return ret;
 245         }
 246         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 247         s->buffer_index -= len;
 248         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 249
 250         /* Get the next frame pts/duration */
 251         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 252                            &avpkt->duration);
 253
 254         avpkt->size = len;
 255         *got_packet_ptr = 1;
 256     }
 257     return 0;
 258 }
 259
 260 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 261 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 262 static const AVOption options[] = {
 263     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 264     { "joint_stereo", "Use joint stereo.", OFFSET(joint_stereo), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 265     { NULL },
 266 };
 267
 268 static const AVClass libmp3lame_class = {
 269     .class_name = "libmp3lame encoder",
 270     .item_name  = av_default_item_name,
 271     .option     = options,
 272     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 273 };
 274
 275 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 276     { "b",          "0" },
 277     { NULL },
 278 };
 279
 280 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 281     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 282 };
 283
 284 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 285     .name                  = "libmp3lame",
 286     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 287     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 288     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 289     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 290     .init                  = mp3lame_encode_init,
 291     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 292     .close                 = mp3lame_encode_close,
 293     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 294     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 295                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 296                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 297                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 298     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 299     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 300                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 301                                                   0 },
 302     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 303     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 304 };