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/audioconvert.h"
  30 #include "libavutil/common.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "libavutil/log.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "audio_frame_queue.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "mpegaudio.h"
  38 #include "mpegaudiodecheader.h"
  39
  40 #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.
  41
  42 typedef struct LAMEContext {
  43     AVClass *class;
  44     AVCodecContext *avctx;
  45     lame_global_flags *gfp;
  46     uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
  47     int buffer_index;
  48     int reservoir;
  49     void *planar_samples[2];
  50     AudioFrameQueue afq;
  51 } LAMEContext;
  52
  53
  54 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  55 {
  56     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  57
  58 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
  59     av_freep(&avctx->coded_frame);
  60 #endif
  61     av_freep(&s->planar_samples[0]);
  62     av_freep(&s->planar_samples[1]);
  63
  64     ff_af_queue_close(&s->afq);
  65
  66     lame_close(s->gfp);
  67     return 0;
  68 }
  69
  70 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  71 {
  72     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  73     int ret;
  74
  75     s->avctx = avctx;
  76
  77     /* initialize LAME and get defaults */
  78     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  79         return AVERROR(ENOMEM);
  80
  81
  82     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  83     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
  84
  85     /* sample rate */
  86     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
  87     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  88
  89     /* algorithmic quality */
  90     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
  91         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  92     else
  93         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  94
  95     /* rate control */
  96     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  97         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  98         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
  99     } else {
 100         if (avctx->bit_rate)
 101             lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 102     }
 103
 104     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 105     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 106
 107     /* bit reservoir usage */
 108     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 109
 110     /* set specified parameters */
 111     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 112         ret = -1;
 113         goto error;
 114     }
 115
 116     /* get encoder delay */
 117     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 118     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 119
 120     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 121
 122 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 123     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 124     if (!avctx->coded_frame) {
 125         ret = AVERROR(ENOMEM);
 126         goto error;
 127     }
 128 #endif
 129
 130     /* sample format */
 131     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32 ||
 132         avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
 133         int ch;
 134         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 135             s->planar_samples[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 136                                               av_get_bytes_per_sample(avctx->sample_fmt));
 137             if (!s->planar_samples[ch]) {
 138                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 139                 goto error;
 140             }
 141         }
 142     }
 143
 144     return 0;
 145 error:
 146     mp3lame_encode_close(avctx);
 147     return ret;
 148 }
 149
 150 #define DEINTERLEAVE(type, scale) do {                  \
 151     int ch, i;                                          \
 152     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {       \
 153         const type *input = samples;                    \
 154         type      *output = s->planar_samples[ch];      \
 155         input += ch;                                    \
 156         for (i = 0; i < nb_samples; i++) {              \
 157             output[i] = *input * scale;                 \
 158             input += s->avctx->channels;                \
 159         }                                               \
 160     }                                                   \
 161 } while (0)
 162
 163 static int encode_frame_int16(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 164 {
 165     if (s->avctx->channels > 1) {
 166         return lame_encode_buffer_interleaved(s->gfp, samples,
 167                                               nb_samples,
 168                                               s->buffer + s->buffer_index,
 169                                               BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 170     } else {
 171         return lame_encode_buffer(s->gfp, samples, NULL, nb_samples,
 172                                   s->buffer + s->buffer_index,
 173                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 174     }
 175 }
 176
 177 static int encode_frame_int32(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 178 {
 179     DEINTERLEAVE(int32_t, 1);
 180
 181     return lame_encode_buffer_int(s->gfp,
 182                                   s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 183                                   nb_samples,
 184                                   s->buffer + s->buffer_index,
 185                                   BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 186 }
 187
 188 static int encode_frame_float(LAMEContext *s, void *samples, int nb_samples)
 189 {
 190     DEINTERLEAVE(float, 32768.0f);
 191
 192     return lame_encode_buffer_float(s->gfp,
 193                                     s->planar_samples[0], s->planar_samples[1],
 194                                     nb_samples,
 195                                     s->buffer + s->buffer_index,
 196                                     BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 197 }
 198
 199 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 200                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 201 {
 202     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 203     MPADecodeHeader hdr;
 204     int len, ret;
 205     int lame_result;
 206
 207     if (frame) {
 208         switch (avctx->sample_fmt) {
 209         case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 210             lame_result = encode_frame_int16(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 211             break;
 212         case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 213             lame_result = encode_frame_int32(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 214             break;
 215         case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
 216             lame_result = encode_frame_float(s, frame->data[0], frame->nb_samples);
 217             break;
 218         default:
 219             return AVERROR_BUG;
 220         }
 221     } else {
 222         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 223                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 224     }
 225     if (lame_result < 0) {
 226         if (lame_result == -1) {
 227             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 228                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 229                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 230         }
 231         return -1;
 232     }
 233     s->buffer_index += lame_result;
 234
 235     /* add current frame to the queue */
 236     if (frame) {
 237         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame) < 0))
 238             return ret;
 239     }
 240
 241     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 242        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 243        determine the frame size. */
 244     if (s->buffer_index < 4)
 245         return 0;
 246     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 247         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 248         return -1;
 249     }
 250     len = hdr.frame_size;
 251     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 252             s->buffer_index);
 253     if (len <= s->buffer_index) {
 254         if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, len)))
 255             return ret;
 256         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 257         s->buffer_index -= len;
 258         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 259
 260         /* Get the next frame pts/duration */
 261         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 262                            &avpkt->duration);
 263
 264         avpkt->size = len;
 265         *got_packet_ptr = 1;
 266     }
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 271 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 272 static const AVOption options[] = {
 273     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 274     { NULL },
 275 };
 276
 277 static const AVClass libmp3lame_class = {
 278     .class_name = "libmp3lame encoder",
 279     .item_name  = av_default_item_name,
 280     .option     = options,
 281     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 282 };
 283
 284 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 285     { "b",          "0" },
 286     { NULL },
 287 };
 288
 289 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 290     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 291 };
 292
 293 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 294     .name                  = "libmp3lame",
 295     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 296     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 297     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 298     .init                  = mp3lame_encode_init,
 299     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 300     .close                 = mp3lame_encode_close,
 301     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 302     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32,
 303                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLT,
 304                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16,
 305                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 306     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 307     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 308                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 309                                                   0 },
 310     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 311     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 312     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 313 };