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 <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+1000) // FIXME: Buffer size to small? Adding 1000 to make up for it.
  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     int abr;
  53     float *samples_flt[2];
  54     AudioFrameQueue afq;
  55     AVFloatDSPContext fdsp;
  56 } LAMEContext;
  57
  58
  59 static int realloc_buffer(LAMEContext *s)
  60 {
  61     if (!s->buffer || s->buffer_size - s->buffer_index < BUFFER_SIZE) {
  62         int new_size = s->buffer_index + 2 * BUFFER_SIZE, err;
  63
  64         av_dlog(s->avctx, "resizing output buffer: %d -> %d\n", s->buffer_size,
  65                 new_size);
  66         if ((err = av_reallocp(&s->buffer, new_size)) < 0) {
  67             s->buffer_size = s->buffer_index = 0;
  68             return err;
  69         }
  70         s->buffer_size = new_size;
  71     }
  72     return 0;
  73 }
  74
  75 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  76 {
  77     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  78
  79     av_freep(&s->samples_flt[0]);
  80     av_freep(&s->samples_flt[1]);
  81     av_freep(&s->buffer);
  82
  83     ff_af_queue_close(&s->afq);
  84
  85     lame_close(s->gfp);
  86     return 0;
  87 }
  88
  89 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  90 {
  91     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  92     int ret;
  93
  94     s->avctx = avctx;
  95
  96     /* initialize LAME and get defaults */
  97     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  98         return AVERROR(ENOMEM);
  99
 100
 101     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
 102     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? s->joint_stereo ? JOINT_STEREO : STEREO : MONO);
 103
 104     /* sample rate */
 105     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
 106     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
 107
 108     /* algorithmic quality */
 109     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 110         lame_set_quality(s->gfp, 5);
 111     else
 112         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
 113
 114     /* rate control */
 115     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) { // VBR
 116         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 117         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 118     } else {
 119         if (avctx->bit_rate) {
 120             if (s->abr) {                   // ABR
 121                 lame_set_VBR(s->gfp, vbr_abr);
 122                 lame_set_VBR_mean_bitrate_kbps(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 123             } else                          // CBR
 124                 lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 125         }
 126     }
 127
 128     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 129     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 130
 131     /* bit reservoir usage */
 132     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 133
 134     /* set specified parameters */
 135     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 136         ret = -1;
 137         goto error;
 138     }
 139
 140     /* get encoder delay */
 141     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 142     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 143
 144     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 145
 146     /* allocate float sample buffers */
 147     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLTP) {
 148         int ch;
 149         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 150             s->samples_flt[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 151                                            sizeof(*s->samples_flt[ch]));
 152             if (!s->samples_flt[ch]) {
 153                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 154                 goto error;
 155             }
 156         }
 157     }
 158
 159     ret = realloc_buffer(s);
 160     if (ret < 0)
 161         goto error;
 162
 163     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 164
 165     return 0;
 166 error:
 167     mp3lame_encode_close(avctx);
 168     return ret;
 169 }
 170
 171 #define ENCODE_BUFFER(func, buf_type, buf_name) do {                        \
 172     lame_result = func(s->gfp,                                              \
 173                        (const buf_type *)buf_name[0],                       \
 174                        (const buf_type *)buf_name[1], frame->nb_samples,    \
 175                        s->buffer + s->buffer_index,                         \
 176                        s->buffer_size - s->buffer_index);                   \
 177 } while (0)
 178
 179 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 180                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 181 {
 182     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 183     MPADecodeHeader hdr;
 184     int len, ret, ch;
 185     int lame_result;
 186
 187     if (frame) {
 188         switch (avctx->sample_fmt) {
 189         case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 190             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer, int16_t, frame->data);
 191             break;
 192         case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 193             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_int, int32_t, frame->data);
 194             break;
 195         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 196             if (frame->linesize[0] < 4 * FFALIGN(frame->nb_samples, 8)) {
 197                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inadequate AVFrame plane padding\n");
 198                 return AVERROR(EINVAL);
 199             }
 200             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 201                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->samples_flt[ch],
 202                                            (const float *)frame->data[ch],
 203                                            32768.0f,
 204                                            FFALIGN(frame->nb_samples, 8));
 205             }
 206             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_float, float, s->samples_flt);
 207             break;
 208         default:
 209             return AVERROR_BUG;
 210         }
 211     } else {
 212         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 213                                         s->buffer_size - s->buffer_index);
 214     }
 215     if (lame_result < 0) {
 216         if (lame_result == -1) {
 217             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 218                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 219                    s->buffer_index, s->buffer_size - s->buffer_index);
 220         }
 221         return -1;
 222     }
 223     s->buffer_index += lame_result;
 224     ret = realloc_buffer(s);
 225     if (ret < 0) {
 226         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error reallocating output buffer\n");
 227         return ret;
 228     }
 229
 230     /* add current frame to the queue */
 231     if (frame) {
 232         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 233             return ret;
 234     }
 235
 236     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 237        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 238        determine the frame size. */
 239     if (s->buffer_index < 4)
 240         return 0;
 241     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 242         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 243         return -1;
 244     }
 245     len = hdr.frame_size;
 246     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 247             s->buffer_index);
 248     if (len <= s->buffer_index) {
 249         if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, len)) < 0)
 250             return ret;
 251         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 252         s->buffer_index -= len;
 253         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 254
 255         /* Get the next frame pts/duration */
 256         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 257                            &avpkt->duration);
 258
 259         avpkt->size = len;
 260         *got_packet_ptr = 1;
 261     }
 262     return 0;
 263 }
 264
 265 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 266 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 267 static const AVOption options[] = {
 268     { "reservoir",    "use bit reservoir", OFFSET(reservoir),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 269     { "joint_stereo", "use joint stereo",  OFFSET(joint_stereo), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 270     { "abr",          "use ABR",           OFFSET(abr),          AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AE },
 271     { NULL },
 272 };
 273
 274 static const AVClass libmp3lame_class = {
 275     .class_name = "libmp3lame encoder",
 276     .item_name  = av_default_item_name,
 277     .option     = options,
 278     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 279 };
 280
 281 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 282     { "b",          "0" },
 283     { NULL },
 284 };
 285
 286 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 287     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 288 };
 289
 290 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 291     .name                  = "libmp3lame",
 292     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 293     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 294     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 295     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 296     .init                  = mp3lame_encode_init,
 297     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 298     .close                 = mp3lame_encode_close,
 299     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 300     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 301                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 302                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 303                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 304     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 305     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 306                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 307                                                   0 },
 308     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 309     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 310 };