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     float *samples_flt[2];
  52     AudioFrameQueue afq;
  53     AVFloatDSPContext fdsp;
  54 } LAMEContext;
  55
  56
  57 static int realloc_buffer(LAMEContext *s)
  58 {
  59     if (!s->buffer || s->buffer_size - s->buffer_index < BUFFER_SIZE) {
  60         uint8_t *tmp;
  61         int new_size = s->buffer_index + 2 * BUFFER_SIZE;
  62
  63         av_dlog(s->avctx, "resizing output buffer: %d -> %d\n", s->buffer_size,
  64                 new_size);
  65         tmp = av_realloc(s->buffer, new_size);
  66         if (!tmp) {
  67             av_freep(&s->buffer);
  68             s->buffer_size = s->buffer_index = 0;
  69             return AVERROR(ENOMEM);
  70         }
  71         s->buffer      = tmp;
  72         s->buffer_size = new_size;
  73     }
  74     return 0;
  75 }
  76
  77 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  78 {
  79     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  80
  81     av_freep(&s->samples_flt[0]);
  82     av_freep(&s->samples_flt[1]);
  83     av_freep(&s->buffer);
  84
  85     ff_af_queue_close(&s->afq);
  86
  87     lame_close(s->gfp);
  88     return 0;
  89 }
  90
  91 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  92 {
  93     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  94     int ret;
  95
  96     s->avctx = avctx;
  97
  98     /* initialize LAME and get defaults */
  99     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
 100         return AVERROR(ENOMEM);
 101
 102     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
 103     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
 104
 105     /* sample rate */
 106     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
 107     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
 108
 109     /* algorithmic quality */
 110     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 111         lame_set_quality(s->gfp, 5);
 112     else
 113         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
 114
 115     /* rate control */
 116     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
 117         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 118         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 119     } else {
 120         if (avctx->bit_rate)
 121             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 122     }
 123
 124     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 125     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 126
 127     /* bit reservoir usage */
 128     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 129
 130     /* set specified parameters */
 131     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 132         ret = -1;
 133         goto error;
 134     }
 135
 136     /* get encoder delay */
 137     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 138     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 139
 140     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 141
 142     /* allocate float sample buffers */
 143     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLTP) {
 144         int ch;
 145         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 146             s->samples_flt[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 147                                            sizeof(*s->samples_flt[ch]));
 148             if (!s->samples_flt[ch]) {
 149                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 150                 goto error;
 151             }
 152         }
 153     }
 154
 155     ret = realloc_buffer(s);
 156     if (ret < 0)
 157         goto error;
 158
 159     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 160
 161     return 0;
 162 error:
 163     mp3lame_encode_close(avctx);
 164     return ret;
 165 }
 166
 167 #define ENCODE_BUFFER(func, buf_type, buf_name) do {                        \
 168     lame_result = func(s->gfp,                                              \
 169                        (const buf_type *)buf_name[0],                       \
 170                        (const buf_type *)buf_name[1], frame->nb_samples,    \
 171                        s->buffer + s->buffer_index,                         \
 172                        s->buffer_size - s->buffer_index);                   \
 173 } while (0)
 174
 175 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 176                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 177 {
 178     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 179     MPADecodeHeader hdr;
 180     int len, ret, ch;
 181     int lame_result;
 182
 183     if (frame) {
 184         switch (avctx->sample_fmt) {
 185         case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 186             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer, int16_t, frame->data);
 187             break;
 188         case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 189             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_int, int32_t, frame->data);
 190             break;
 191         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 192             if (frame->linesize[0] < 4 * FFALIGN(frame->nb_samples, 8)) {
 193                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inadequate AVFrame plane padding\n");
 194                 return AVERROR(EINVAL);
 195             }
 196             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 197                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->samples_flt[ch],
 198                                            (const float *)frame->data[ch],
 199                                            32768.0f,
 200                                            FFALIGN(frame->nb_samples, 8));
 201             }
 202             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_float, float, s->samples_flt);
 203             break;
 204         default:
 205             return AVERROR_BUG;
 206         }
 207     } else {
 208         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 209                                         s->buffer_size - s->buffer_index);
 210     }
 211     if (lame_result < 0) {
 212         if (lame_result == -1) {
 213             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 214                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 215                    s->buffer_index, s->buffer_size - s->buffer_index);
 216         }
 217         return -1;
 218     }
 219     s->buffer_index += lame_result;
 220     ret = realloc_buffer(s);
 221     if (ret < 0) {
 222         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error reallocating output buffer\n");
 223         return ret;
 224     }
 225
 226     /* add current frame to the queue */
 227     if (frame) {
 228         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 229             return ret;
 230     }
 231
 232     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 233        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 234        determine the frame size. */
 235     if (s->buffer_index < 4)
 236         return 0;
 237     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 238         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 239         return -1;
 240     }
 241     len = hdr.frame_size;
 242     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 243             s->buffer_index);
 244     if (len <= s->buffer_index) {
 245         if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, len))) {
 246             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
 247             return ret;
 248         }
 249         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 250         s->buffer_index -= len;
 251         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 252
 253         /* Get the next frame pts/duration */
 254         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 255                            &avpkt->duration);
 256
 257         avpkt->size = len;
 258         *got_packet_ptr = 1;
 259     }
 260     return 0;
 261 }
 262
 263 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 264 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 265 static const AVOption options[] = {
 266     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 267     { NULL },
 268 };
 269
 270 static const AVClass libmp3lame_class = {
 271     .class_name = "libmp3lame encoder",
 272     .item_name  = av_default_item_name,
 273     .option     = options,
 274     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 275 };
 276
 277 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 278     { "b",          "0" },
 279     { NULL },
 280 };
 281
 282 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 283     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 284 };
 285
 286 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 287     .name                  = "libmp3lame",
 288     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 289     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 290     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 291     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 292     .init                  = mp3lame_encode_init,
 293     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 294     .close                 = mp3lame_encode_close,
 295     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 296     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 297                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 298                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 299                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 300     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 301     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 302                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 303                                                   0 },
 304     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 305     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 306 };