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/intreadwrite.h"
  30 #include "libavutil/log.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "audio_frame_queue.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "mpegaudio.h"
  36 #include "mpegaudiodecheader.h"
  37
  38 #define BUFFER_SIZE (7200 + 2 * MPA_FRAME_SIZE + MPA_FRAME_SIZE / 4)
  39
  40 typedef struct LAMEContext {
  41     AVClass *class;
  42     AVCodecContext *avctx;
  43     lame_global_flags *gfp;
  44     uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
  45     int buffer_index;
  46     int reservoir;
  47     void *planar_samples[2];
  48     AudioFrameQueue afq;
  49 } LAMEContext;
  50
  51
  52 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  53 {
  54     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  55
  56 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
  57     av_freep(&avctx->coded_frame);
  58 #endif
  59     av_freep(&s->planar_samples[0]);
  60     av_freep(&s->planar_samples[1]);
  61
  62     ff_af_queue_close(&s->afq);
  63
  64     lame_close(s->gfp);
  65     return 0;
  66 }
  67
  68 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  69 {
  70     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  71     int ret;
  72
  73     s->avctx = avctx;
  74
  75     /* initialize LAME and get defaults */
  76     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  77         return AVERROR(ENOMEM);
  78
  79     /* channels */
  80     if (avctx->channels > 2) {
  81         ret =  AVERROR(EINVAL);
  82         goto error;
  83     }
  84     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  85     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
  86
  87     /* sample rate */
  88     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
  89     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  90
  91     /* algorithmic quality */
  92     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
  93         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  94     else
  95         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  96
  97     /* rate control */
  98     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  99         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 100         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 101     } else {
 102         if (avctx->bit_rate)
 103             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 104     }
 105
 106     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 107     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 108
 109     /* bit reservoir usage */
 110     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 111
 112     /* set specified parameters */
 113     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 114         ret = -1;
 115         goto error;
 116     }
 117
 118     /* get encoder delay */
 119     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 120     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 121
 122     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 123
 124 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 125     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 126     if (!avctx->coded_frame) {
 127         ret = AVERROR(ENOMEM);
 128         goto error;
 129     }
 130 #endif
 131
 132     /* sample format */
 133     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32 ||
 134         avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
 135         int ch;
 136         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 137             s->planar_samples[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 138                                               av_get_bytes_per_sample(avctx->sample_fmt));
 139             if (!s->planar_samples[ch]) {
 140                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 141                 goto error;
 142             }
 143         }
 144     }
 145
 146     return 0;
 147 error:
 148     mp3lame_encode_close(avctx);
 149     return ret;
 150 }
 151
 152 #define DEINTERLEAVE(type, scale) do {                  \
 153     int ch, i;                                          \
 154     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {       \
 155         const type *input = samples;                    \
 156         type      *output = s->planar_samples[ch];      \
 157         input += ch;                                    \
 158         for (i = 0; i < nb_samples; i++) {              \
 159             output[i] = *input * scale;                 \
 160             input += s->avctx->channels;                \
 161         }                                               \
 162     }                                                   \
 163 } while (0)
 164
 165 static int encode_frame_int16(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 166 {
 167     if (s->avctx->channels > 1) {
 168         return lame_encode_buffer_interleaved(s->gfp, samples,
 169                                               nb_samples,
 170                                               s->buffer + s->buffer_index,
 171                                               BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 172     } else {
 173         return lame_encode_buffer(s->gfp, samples, NULL, nb_samples,
 174                                   s->buffer + s->buffer_index,
 175                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 176     }
 177 }
 178
 179 static int encode_frame_int32(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 180 {
 181     DEINTERLEAVE(int32_t, 1);
 182
 183     return lame_encode_buffer_int(s->gfp,
 184                                   s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 185                                   nb_samples,
 186                                   s->buffer + s->buffer_index,
 187                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 188 }
 189
 190 static int encode_frame_float(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 191 {
 192     DEINTERLEAVE(float, 32768.0f);
 193
 194     return lame_encode_buffer_float(s->gfp,
 195                                     s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 196                                     nb_samples,
 197                                     s->buffer + s->buffer_index,
 198                                     BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 199 }
 200
 201 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 202                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 203 {
 204     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 205     MPADecodeHeader hdr;
 206     int len, ret;
 207     int lame_result;
 208
 209     if (frame) {
 210         switch (avctx->sample_fmt) {
 211         case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 212             lame_result = encode_frame_int16(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 213             break;
 214         case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 215             lame_result = encode_frame_int32(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 216             break;
 217         case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
 218             lame_result = encode_frame_float(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 219             break;
 220         default:
 221             return AVERROR_BUG;
 222         }
 223     } else {
 224         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 225                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 226     }
 227     if (lame_result < 0) {
 228         if (lame_result == -1) {
 229             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 230                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 231                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 232         }
 233         return -1;
 234     }
 235     s->buffer_index += lame_result;
 236
 237     /* add current frame to the queue */
 238     if (frame) {
 239         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame) < 0))
 240             return ret;
 241     }
 242
 243     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 244        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 245        determine the frame size. */
 246     if (s->buffer_index < 4)
 247         return 0;
 248     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 249         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 250         return -1;
 251     }
 252     len = hdr.frame_size;
 253     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 254             s->buffer_index);
 255     if (len <= s->buffer_index) {
 256         if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, len))) {
 257             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 258             return ret;
 259         }
 260         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 261         s->buffer_index -= len;
 262         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 263
 264         /* Get the next frame pts/duration */
 265         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 266                            &avpkt->duration);
 267
 268         avpkt->size = len;
 269         *got_packet_ptr = 1;
 270     }
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 275 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 276 static const AVOption options[] = {
 277     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 278     { NULL },
 279 };
 280
 281 static const AVClass libmp3lame_class = {
 282     .class_name = "libmp3lame encoder",
 283     .item_name  = av_default_item_name,
 284     .option     = options,
 285     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 286 };
 287
 288 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 289     { "b",          "0" },
 290     { NULL },
 291 };
 292
 293 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 294     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 295 };
 296
 297 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 298     .name                  = "libmp3lame",
 299     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 300     .id                    = CODEC_ID_MP3,
 301     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 302     .init                  = mp3lame_encode_init,
 303     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 304     .close                 = mp3lame_encode_close,
 305     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 306     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32,
 307                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLT,
 308                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16,
 309                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 310     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 311     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 312     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 313     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 314 };