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 "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     uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
  39     int buffer_index;
  40     int reservoir;
  41 } Mp3AudioContext;
  42
  43
  44 static av_cold int MP3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  45 {
  46     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
  47
  48     av_freep(&avctx->coded_frame);
  49
  50     lame_close(s->gfp);
  51     return 0;
  52 }
  53
  54 static av_cold int MP3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  55 {
  56     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
  57     int ret;
  58
  59     if (avctx->channels > 2)
  60         return AVERROR(EINVAL);
  61
  62     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
  63         return AVERROR(ENOMEM);
  64     lame_set_in_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  65     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
  66     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
  67     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT) {
  68         lame_set_quality(s->gfp, 5);
  69     } else {
  70         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
  71     }
  72     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? JOINT_STEREO : MONO);
  73     lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
  74     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
  75         lame_set_brate(s->gfp, 0);
  76         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
  77         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
  78     }
  79     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
  80     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
  81     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
  82         ret = -1;
  83         goto error;
  84     }
  85
  86     avctx->frame_size             = lame_get_framesize(s->gfp);
  87     avctx->coded_frame            = avcodec_alloc_frame();
  88     if (!avctx->coded_frame) {
  89         ret = AVERROR(ENOMEM);
  90         goto error;
  91     }
  92
  93     return 0;
  94 error:
  95     MP3lame_encode_close(avctx);
  96     return ret;
  97 }
  98
  99 static const int sSampleRates[] = {
 100     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 101 };
 102
 103 static const int sBitRates[2][3][15] = {
 104     {
 105         { 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288, 320, 352, 384, 416, 448 },
 106         { 0, 32, 48, 56, 64,  80,  96,  112, 128, 160, 192, 224, 256, 320, 384 },
 107         { 0, 32, 40, 48, 56,  64,  80,  96,  112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 }
 108     },
 109     {
 110         { 0, 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 144, 160, 176, 192, 224, 256 },
 111         { 0,  8, 16, 24, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160 },
 112         { 0,  8, 16, 24, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160 }
 113     },
 114 };
 115
 116 static const int sSamplesPerFrame[2][3] = {
 117     { 384, 1152, 1152 },
 118     { 384, 1152,  576 }
 119 };
 120
 121 static const int sBitsPerSlot[3] = { 32, 8, 8 };
 122
 123 static int mp3len(void *data, int *samplesPerFrame, int *sampleRate)
 124 {
 125     uint32_t header  = AV_RB32(data);
 126     int layerID      = 3 - ((header >> 17) & 0x03);
 127     int bitRateID    = ((header >> 12) & 0x0f);
 128     int sampleRateID = ((header >> 10) & 0x03);
 129     int bitsPerSlot  = sBitsPerSlot[layerID];
 130     int isPadded     = ((header >> 9) & 0x01);
 131     static int const mode_tab[4] = { 2, 3, 1, 0 };
 132     int mode    = mode_tab[(header >> 19) & 0x03];
 133     int mpeg_id = mode > 0;
 134     int temp0, temp1, bitRate;
 135
 136     if (((header >> 21) & 0x7ff) != 0x7ff || mode == 3 || layerID == 3 ||
 137         sampleRateID == 3) {
 138         return -1;
 139     }
 140
 141     if (!samplesPerFrame)
 142         samplesPerFrame = &temp0;
 143     if (!sampleRate)
 144         sampleRate      = &temp1;
 145
 146     //*isMono = ((header >>  6) & 0x03) == 0x03;
 147
 148     *sampleRate      = sSampleRates[sampleRateID] >> mode;
 149     bitRate          = sBitRates[mpeg_id][layerID][bitRateID] * 1000;
 150     *samplesPerFrame = sSamplesPerFrame[mpeg_id][layerID];
 151     //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG,
 152     //       "sr:%d br:%d spf:%d l:%d m:%d\n",
 153     //       *sampleRate, bitRate, *samplesPerFrame, layerID, mode);
 154
 155     return *samplesPerFrame * bitRate / (bitsPerSlot * *sampleRate) + isPadded;
 156 }
 157
 158 static int MP3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
 159                                 int buf_size, void *data)
 160 {
 161     Mp3AudioContext *s = avctx->priv_data;
 162     int len;
 163     int lame_result;
 164
 165     if (data) {
 166         if (avctx->channels > 1) {
 167             lame_result = lame_encode_buffer_interleaved(s->gfp, data,
 168                                                          avctx->frame_size,
 169                                                          s->buffer + s->buffer_index,
 170                                                          BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 171         } else {
 172             lame_result = lame_encode_buffer(s->gfp, data, data,
 173                                              avctx->frame_size, s->buffer +
 174                                              s->buffer_index, BUFFER_SIZE -
 175                                              s->buffer_index);
 176         }
 177     } else {
 178         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 179                                         BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 180     }
 181
 182     if (lame_result < 0) {
 183         if (lame_result == -1) {
 184             /* output buffer too small */
 185             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 186                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 187                    s->buffer_index, BUFFER_SIZE - s->buffer_index);
 188         }
 189         return -1;
 190     }
 191
 192     s->buffer_index += lame_result;
 193
 194     if (s->buffer_index < 4)
 195         return 0;
 196
 197     len = mp3len(s->buffer, NULL, NULL);
 198     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 199             s->buffer_index);
 200     if (len <= s->buffer_index) {
 201         memcpy(frame, s->buffer, len);
 202         s->buffer_index -= len;
 203
 204         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 205         // FIXME fix the audio codec API, so we do not need the memcpy()
 206         return len;
 207     } else
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 #define OFFSET(x) offsetof(Mp3AudioContext, x)
 212 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 213 static const AVOption options[] = {
 214     { "reservoir", "Use bit reservoir.", OFFSET(reservoir), AV_OPT_TYPE_INT, { 1 }, 0, 1, AE },
 215     { NULL },
 216 };
 217
 218 static const AVClass libmp3lame_class = {
 219     .class_name = "libmp3lame encoder",
 220     .item_name  = av_default_item_name,
 221     .option     = options,
 222     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 223 };
 224
 225 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 226     .name                  = "libmp3lame",
 227     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 228     .id                    = CODEC_ID_MP3,
 229     .priv_data_size        = sizeof(Mp3AudioContext),
 230     .init                  = MP3lame_encode_init,
 231     .encode                = MP3lame_encode_frame,
 232     .close                 = MP3lame_encode_close,
 233     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY,
 234     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16,
 235                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 236     .supported_samplerates = sSampleRates,
 237     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 238     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 239 };