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 FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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     struct {
  42         int *left;
  43         int *right;
  44     } s32_data;
  45     int reservoir;
  46 } Mp3AudioContext;
  47
  48 static av_cold int MP3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  49 {
  50     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
  51
  52     if (avctx->channels > 2) {
  53         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  54                "Invalid number of channels %d, must be <= 2\n", avctx->channels);
  55         return AVERROR(EINVAL);
  56     }
  57
  58     s->stereo = avctx->channels > 1 ? 1 : 0;
  59
  60     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  61         goto err;
  62     lame_set_in_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  63     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  64     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  65     if(avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT) {
  66         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  67     } else {
  68         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  69     }
  70     lame_set_mode(s->gfp, s->stereo ? JOINT_STEREO : MONO);
  71     lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate/1000);
  72     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  73         lame_set_brate(s->gfp, 0);
  74         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  75         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality/(float)FF_QP2LAMBDA);
  76     }
  77     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
  78 #if FF_API_LAME_GLOBAL_OPTS
  79     s->reservoir = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BIT_RESERVOIR;
  80 #endif
  81     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
  82     if (lame_init_params(s->gfp) < 0)
  83         goto err_close;
  84
  85     avctx->frame_size = lame_get_framesize(s->gfp);
  86
  87     if(!(avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame())) {
  88         lame_close(s->gfp);
  89
  90         return AVERROR(ENOMEM);
  91     }
  92     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
  93
  94     if(AV_SAMPLE_FMT_S32 == avctx->sample_fmt && s->stereo) {
  95         int nelem = 2 * avctx->frame_size;
  96
  97         if(! (s->s32_data.left = av_malloc(nelem * sizeof(int)))) {
  98             av_freep(&avctx->coded_frame);
  99             lame_close(s->gfp);
 100
 101             return AVERROR(ENOMEM);
 102         }
 103
 104         s->s32_data.right = s->s32_data.left + avctx->frame_size;
 105     }
 106
 107     return 0;
 108
 109 err_close:
 110     lame_close(s->gfp);
 111 err:
 112     return -1;
 113 }
 114
 115 static const int sSampleRates[] = {
 116     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 117 };
 118
 119 static const int sBitRates[2][3][15] = {
 120     {   {  0, 32, 64, 96,128,160,192,224,256,288,320,352,384,416,448},
 121         {  0, 32, 48, 56, 64, 80, 96,112,128,160,192,224,256,320,384},
 122         {  0, 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96,112,128,160,192,224,256,320}
 123     },
 124     {   {  0, 32, 48, 56, 64, 80, 96,112,128,144,160,176,192,224,256},
 125         {  0,  8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96,112,128,144,160},
 126         {  0,  8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96,112,128,144,160}
 127     },
 128 };
 129
 130 static const int sSamplesPerFrame[2][3] =
 131 {
 132     {  384,     1152,    1152 },
 133     {  384,     1152,     576 }
 134 };
 135
 136 static const int sBitsPerSlot[3] = {
 137     32,
 138     8,
 139     8
 140 };
 141
 142 static int mp3len(void *data, int *samplesPerFrame, int *sampleRate)
 143 {
 144     uint32_t header = AV_RB32(data);
 145     int layerID = 3 - ((header >> 17) & 0x03);
 146     int bitRateID = ((header >> 12) & 0x0f);
 147     int sampleRateID = ((header >> 10) & 0x03);
 148     int bitsPerSlot = sBitsPerSlot[layerID];
 149     int isPadded = ((header >> 9) & 0x01);
 150     static int const mode_tab[4]= {2,3,1,0};
 151     int mode= mode_tab[(header >> 19) & 0x03];
 152     int mpeg_id= mode>0;
 153     int temp0, temp1, bitRate;
 154
 155     if ( (( header >> 21 ) & 0x7ff) != 0x7ff || mode == 3 || layerID==3 || sampleRateID==3) {
 156         return -1;
 157     }
 158
 159     if(!samplesPerFrame) samplesPerFrame= &temp0;
 160     if(!sampleRate     ) sampleRate     = &temp1;
 161
 162 //    *isMono = ((header >>  6) & 0x03) == 0x03;
 163
 164     *sampleRate = sSampleRates[sampleRateID]>>mode;
 165     bitRate = sBitRates[mpeg_id][layerID][bitRateID] * 1000;
 166     *samplesPerFrame = sSamplesPerFrame[mpeg_id][layerID];
 167 //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "sr:%d br:%d spf:%d l:%d m:%d\n", *sampleRate, bitRate, *samplesPerFrame, layerID, mode);
 168
 169     return *samplesPerFrame * bitRate / (bitsPerSlot * *sampleRate) + isPadded;
 170 }
 171
 172 static int MP3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 173                                 unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 174 {
 175     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 176     int len;
 177     int lame_result;
 178
 179     /* lame 3.91 dies on '1-channel interleaved' data */
 180
 181     if(!data){
 182         lame_result= lame_encode_flush(
 183                 s->gfp,
 184                 s->buffer + s->buffer_index,
 185                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 186                 );
 187 #if 2147483647 == INT_MAX
 188     }else if(AV_SAMPLE_FMT_S32 == avctx->sample_fmt){
 189         if (s->stereo) {
 190             int32_t *rp = data;
 191             int32_t *mp = rp + 2*avctx->frame_size;
 192             int *wpl = s->s32_data.left;
 193             int *wpr = s->s32_data.right;
 194
 195             while (rp < mp) {
 196                 *wpl++ = *rp++;
 197                 *wpr++ = *rp++;
 198             }
 199
 200             lame_result = lame_encode_buffer_int(
 201                 s->gfp,
 202                 s->s32_data.left,
 203                 s->s32_data.right,
 204                 avctx->frame_size,
 205                 s->buffer + s->buffer_index,
 206                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 207                 );
 208         } else {
 209             lame_result = lame_encode_buffer_int(
 210                 s->gfp,
 211                 data,
 212                 data,
 213                 avctx->frame_size,
 214                 s->buffer + s->buffer_index,
 215                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 216                 );
 217         }
 218 #endif
 219     }else{
 220         if (s->stereo) {
 221             lame_result = lame_encode_buffer_interleaved(
 222                 s->gfp,
 223                 data,
 224                 avctx->frame_size,
 225                 s->buffer + s->buffer_index,
 226                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 227                 );
 228         } else {
 229             lame_result = lame_encode_buffer(
 230                 s->gfp,
 231                 data,
 232                 data,
 233                 avctx->frame_size,
 234                 s->buffer + s->buffer_index,
 235                 BUFFER_SIZE - s->buffer_index
 236                 );
 237         }
 238     }
 239
 240     if(lame_result < 0){
 241         if(lame_result==-1) {
 242             /* output buffer too small */
 243             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n", s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 244         }
 245         return -1;
 246     }
 247
 248     s->buffer_index += lame_result;
 249
 250     if(s->buffer_index<4)
 251         return 0;
 252
 253     len= mp3len(s->buffer, NULL, NULL);
 254 //av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len, s->buffer_index);
 255     if(len <= s->buffer_index){
 256         memcpy(frame, s->buffer, len);
 257         s->buffer_index -= len;
 258
 259         memmove(s->buffer, s->buffer+len, s->buffer_index);
 260             //FIXME fix the audio codec API, so we do not need the memcpy()
 261 /*for(i=0; i<len; i++){
 262     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%2X ", frame[i]);
 263 }*/
 264         return len;
 265     }else
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 static av_cold int MP3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 270 {
 271     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 272
 273     av_freep(&s->s32_data.left);
 274     av_freep(&avctx->coded_frame);
 275
 276     lame_close(s->gfp);
 277     return 0;
 278 }
 279
 280 #define OFFSET(x) offsetof(Mp3AudioContext, x)
 281 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 282 static const AVOption options[] = {
 283     { "reservoir",      "Use bit reservoir.",   OFFSET(reservoir),  AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 284     { NULL },
 285 };
 286
 287 static const AVClass libmp3lame_class = {
 288     .class_name = "libmp3lame encoder",
 289     .item_name  = av_default_item_name,
 290     .option     = options,
 291     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 292 };
 293
 294 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 295     .name           = "libmp3lame",
 296     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 297     .id             = CODEC_ID_MP3,
 298     .priv_data_size = sizeof(Mp3AudioContext),
 299     .init           = MP3lame_encode_init,
 300     .encode         = MP3lame_encode_frame,
 301     .close          = MP3lame_encode_close,
 302     .capabilities= CODEC_CAP_DELAY,
 303     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,
 304 #if 2147483647 == INT_MAX
 305     AV_SAMPLE_FMT_S32,
 306 #endif
 307     AV_SAMPLE_FMT_NONE},
 308     .supported_samplerates= sSampleRates,
 309     .long_name= NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 310     .priv_class     = &libmp3lame_class,
 311 };