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         uint8_t *tmp;
  63         int new_size = s->buffer_index + 2 * BUFFER_SIZE;
  64
  65         av_dlog(s->avctx, "resizing output buffer: %d -> %d\n", s->buffer_size,
  66                 new_size);
  67         tmp = av_realloc(s->buffer, new_size);
  68         if (!tmp) {
  69             av_freep(&s->buffer);
  70             s->buffer_size = s->buffer_index = 0;
  71             return AVERROR(ENOMEM);
  72         }
  73         s->buffer      = tmp;
  74         s->buffer_size = new_size;
  75     }
  76     return 0;
  77 }
  78
  79 static av_cold int mp3lame_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  80 {
  81     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  82
  83     av_freep(&s->samples_flt[0]);
  84     av_freep(&s->samples_flt[1]);
  85     av_freep(&s->buffer);
  86
  87     ff_af_queue_close(&s->afq);
  88
  89     lame_close(s->gfp);
  90     return 0;
  91 }
  92
  93 static av_cold int mp3lame_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  94 {
  95     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
  96     int ret;
  97
  98     s->avctx = avctx;
  99
 100     /* initialize LAME and get defaults */
 101     if ((s->gfp = lame_init()) == NULL)
 102         return AVERROR(ENOMEM);
 103
 104
 105     lame_set_num_channels(s->gfp, avctx->channels);
 106     lame_set_mode(s->gfp, avctx->channels > 1 ? s->joint_stereo ? JOINT_STEREO : STEREO : MONO);
 107
 108     /* sample rate */
 109     lame_set_in_samplerate (s->gfp, avctx->sample_rate);
 110     lame_set_out_samplerate(s->gfp, avctx->sample_rate);
 111
 112     /* algorithmic quality */
 113     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 114         lame_set_quality(s->gfp, 5);
 115     else
 116         lame_set_quality(s->gfp, avctx->compression_level);
 117
 118     /* rate control */
 119     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) { // VBR
 120         lame_set_VBR(s->gfp, vbr_default);
 121         lame_set_VBR_quality(s->gfp, avctx->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA);
 122     } else {
 123         if (avctx->bit_rate) {
 124             if (s->abr) {                   // ABR
 125                 lame_set_VBR(s->gfp, vbr_abr);
 126                 lame_set_VBR_mean_bitrate_kbps(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 127             } else                          // CBR
 128                 lame_set_brate(s->gfp, avctx->bit_rate / 1000);
 129         }
 130     }
 131
 132     /* do not get a Xing VBR header frame from LAME */
 133     lame_set_bWriteVbrTag(s->gfp,0);
 134
 135     /* bit reservoir usage */
 136     lame_set_disable_reservoir(s->gfp, !s->reservoir);
 137
 138     /* set specified parameters */
 139     if (lame_init_params(s->gfp) < 0) {
 140         ret = -1;
 141         goto error;
 142     }
 143
 144     /* get encoder delay */
 145     avctx->delay = lame_get_encoder_delay(s->gfp) + 528 + 1;
 146     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 147
 148     avctx->frame_size  = lame_get_framesize(s->gfp);
 149
 150     /* allocate float sample buffers */
 151     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLTP) {
 152         int ch;
 153         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 154             s->samples_flt[ch] = av_malloc(avctx->frame_size *
 155                                            sizeof(*s->samples_flt[ch]));
 156             if (!s->samples_flt[ch]) {
 157                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 158                 goto error;
 159             }
 160         }
 161     }
 162
 163     ret = realloc_buffer(s);
 164     if (ret < 0)
 165         goto error;
 166
 167     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 168
 169     return 0;
 170 error:
 171     mp3lame_encode_close(avctx);
 172     return ret;
 173 }
 174
 175 #define ENCODE_BUFFER(func, buf_type, buf_name) do {                        \
 176     lame_result = func(s->gfp,                                              \
 177                        (const buf_type *)buf_name[0],                       \
 178                        (const buf_type *)buf_name[1], frame->nb_samples,    \
 179                        s->buffer + s->buffer_index,                         \
 180                        s->buffer_size - s->buffer_index);                   \
 181 } while (0)
 182
 183 static int mp3lame_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 184                                 const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 185 {
 186     LAMEContext *s = avctx->priv_data;
 187     MPADecodeHeader hdr;
 188     int len, ret, ch;
 189     int lame_result;
 190
 191     if (frame) {
 192         switch (avctx->sample_fmt) {
 193         case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 194             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer, int16_t, frame->data);
 195             break;
 196         case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 197             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_int, int32_t, frame->data);
 198             break;
 199         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 200             if (frame->linesize[0] < 4 * FFALIGN(frame->nb_samples, 8)) {
 201                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inadequate AVFrame plane padding\n");
 202                 return AVERROR(EINVAL);
 203             }
 204             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 205                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->samples_flt[ch],
 206                                            (const float *)frame->data[ch],
 207                                            32768.0f,
 208                                            FFALIGN(frame->nb_samples, 8));
 209             }
 210             ENCODE_BUFFER(lame_encode_buffer_float, float, s->samples_flt);
 211             break;
 212         default:
 213             return AVERROR_BUG;
 214         }
 215     } else {
 216         lame_result = lame_encode_flush(s->gfp, s->buffer + s->buffer_index,
 217                                         s->buffer_size - s->buffer_index);
 218     }
 219     if (lame_result < 0) {
 220         if (lame_result == -1) {
 221             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 222                    "lame: output buffer too small (buffer index: %d, free bytes: %d)\n",
 223                    s->buffer_index, s->buffer_size - s->buffer_index);
 224         }
 225         return -1;
 226     }
 227     s->buffer_index += lame_result;
 228     ret = realloc_buffer(s);
 229     if (ret < 0) {
 230         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error reallocating output buffer\n");
 231         return ret;
 232     }
 233
 234     /* add current frame to the queue */
 235     if (frame) {
 236         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 237             return ret;
 238     }
 239
 240     /* Move 1 frame from the LAME buffer to the output packet, if available.
 241        We have to parse the first frame header in the output buffer to
 242        determine the frame size. */
 243     if (s->buffer_index < 4)
 244         return 0;
 245     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&hdr, AV_RB32(s->buffer))) {
 246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "free format output not supported\n");
 247         return -1;
 248     }
 249     len = hdr.frame_size;
 250     av_dlog(avctx, "in:%d packet-len:%d index:%d\n", avctx->frame_size, len,
 251             s->buffer_index);
 252     if (len <= s->buffer_index) {
 253         if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, len)) < 0)
 254             return ret;
 255         memcpy(avpkt->data, s->buffer, len);
 256         s->buffer_index -= len;
 257         memmove(s->buffer, s->buffer + len, s->buffer_index);
 258
 259         /* Get the next frame pts/duration */
 260         ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 261                            &avpkt->duration);
 262
 263         avpkt->size = len;
 264         *got_packet_ptr = 1;
 265     }
 266     return 0;
 267 }
 268
 269 #define OFFSET(x) offsetof(LAMEContext, x)
 270 #define AE AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 271 static const AVOption options[] = {
 272     { "reservoir",    "use bit reservoir", OFFSET(reservoir),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 273     { "joint_stereo", "use joint stereo",  OFFSET(joint_stereo), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AE },
 274     { "abr",          "use ABR",           OFFSET(abr),          AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AE },
 275     { NULL },
 276 };
 277
 278 static const AVClass libmp3lame_class = {
 279     .class_name = "libmp3lame encoder",
 280     .item_name  = av_default_item_name,
 281     .option     = options,
 282     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 283 };
 284
 285 static const AVCodecDefault libmp3lame_defaults[] = {
 286     { "b",          "0" },
 287     { NULL },
 288 };
 289
 290 static const int libmp3lame_sample_rates[] = {
 291     44100, 48000,  32000, 22050, 24000, 16000, 11025, 12000, 8000, 0
 292 };
 293
 294 AVCodec ff_libmp3lame_encoder = {
 295     .name                  = "libmp3lame",
 296     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libmp3lame MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 297     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 298     .id                    = AV_CODEC_ID_MP3,
 299     .priv_data_size        = sizeof(LAMEContext),
 300     .init                  = mp3lame_encode_init,
 301     .encode2               = mp3lame_encode_frame,
 302     .close                 = mp3lame_encode_close,
 303     .capabilities          = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 304     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 305                                                              AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 306                                                              AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 307                                                              AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 308     .supported_samplerates = libmp3lame_sample_rates,
 309     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
 310                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 311                                                   0 },
 312     .priv_class            = &libmp3lame_class,
 313     .defaults              = libmp3lame_defaults,
 314 };