git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/mp3enc.c

   1 /*
   2  * MP3 muxer
   3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
   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 #include "avformat.h"
  23 #include "avio_internal.h"
  24 #include "id3v1.h"
  25 #include "id3v2.h"
  26 #include "rawenc.h"
  27 #include "libavutil/avstring.h"
  28 #include "libavcodec/mpegaudio.h"
  29 #include "libavcodec/mpegaudiodata.h"
  30 #include "libavcodec/mpegaudiodecheader.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "libavutil/dict.h"
  34 #include "libavutil/avassert.h"
  35
  36 static int id3v1_set_string(AVFormatContext *s, const char *key,
  37                             uint8_t *buf, int buf_size)
  38 {
  39     AVDictionaryEntry *tag;
  40     if ((tag = av_dict_get(s->metadata, key, NULL, 0)))
  41         av_strlcpy(buf, tag->value, buf_size);
  42     return !!tag;
  43 }
  44
  45 static int id3v1_create_tag(AVFormatContext *s, uint8_t *buf)
  46 {
  47     AVDictionaryEntry *tag;
  48     int i, count = 0;
  49
  50     memset(buf, 0, ID3v1_TAG_SIZE); /* fail safe */
  51     buf[0] = 'T';
  52     buf[1] = 'A';
  53     buf[2] = 'G';
  54     /* we knowingly overspecify each tag length by one byte to compensate for the mandatory null byte added by av_strlcpy */
  55     count += id3v1_set_string(s, "TIT2",    buf +  3, 30 + 1);       //title
  56     count += id3v1_set_string(s, "TPE1",    buf + 33, 30 + 1);       //author|artist
  57     count += id3v1_set_string(s, "TALB",    buf + 63, 30 + 1);       //album
  58     count += id3v1_set_string(s, "TDRL",    buf + 93,  4 + 1);       //date
  59     count += id3v1_set_string(s, "comment", buf + 97, 30 + 1);
  60     if ((tag = av_dict_get(s->metadata, "TRCK", NULL, 0))) { //track
  61         buf[125] = 0;
  62         buf[126] = atoi(tag->value);
  63         count++;
  64     }
  65     buf[127] = 0xFF; /* default to unknown genre */
  66     if ((tag = av_dict_get(s->metadata, "TCON", NULL, 0))) { //genre
  67         for(i = 0; i <= ID3v1_GENRE_MAX; i++) {
  68             if (!av_strcasecmp(tag->value, ff_id3v1_genre_str[i])) {
  69                 buf[127] = i;
  70                 count++;
  71                 break;
  72             }
  73         }
  74     }
  75     return count;
  76 }
  77
  78 #define XING_NUM_BAGS 400
  79 #define XING_TOC_SIZE 100
  80 // maximum size of the xing frame: offset/Xing/flags/frames/size/TOC
  81 #define XING_MAX_SIZE (32 + 4 + 4 + 4 + 4 + XING_TOC_SIZE)
  82
  83 typedef struct MP3Context {
  84     const AVClass *class;
  85     ID3v2EncContext id3;
  86     int id3v2_version;
  87     int write_id3v1;
  88     int write_xing;
  89
  90     /* xing header */
  91     int64_t xing_offset;
  92     int32_t frames;
  93     int32_t size;
  94     uint32_t want;
  95     uint32_t seen;
  96     uint32_t pos;
  97     uint64_t bag[XING_NUM_BAGS];
  98     int initial_bitrate;
  99     int has_variable_bitrate;
 100
 101     /* index of the audio stream */
 102     int audio_stream_idx;
 103     /* number of attached pictures we still need to write */
 104     int pics_to_write;
 105
 106     /* audio packets are queued here until we get all the attached pictures */
 107     AVPacketList *queue, *queue_end;
 108 } MP3Context;
 109
 110 static const uint8_t xing_offtbl[2][2] = {{32, 17}, {17, 9}};
 111
 112 /*
 113  * Write an empty XING header and initialize respective data.
 114  */
 115 static int mp3_write_xing(AVFormatContext *s)
 116 {
 117     MP3Context       *mp3 = s->priv_data;
 118     AVCodecContext *codec = s->streams[mp3->audio_stream_idx]->codec;
 119     int32_t          header;
 120     MPADecodeHeader  mpah;
 121     int srate_idx, i, channels;
 122     int bitrate_idx;
 123     int best_bitrate_idx = -1;
 124     int best_bitrate_error = INT_MAX;
 125     int xing_offset;
 126     int ver = 0;
 127     int bytes_needed;
 128     const char *vendor = (s->flags & AVFMT_FLAG_BITEXACT) ? "Lavf" : LIBAVFORMAT_IDENT;
 129
 130     if (!s->pb->seekable || !mp3->write_xing)
 131         return 0;
 132
 133     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(avpriv_mpa_freq_tab); i++) {
 134         const uint16_t base_freq = avpriv_mpa_freq_tab[i];
 135
 136         if      (codec->sample_rate == base_freq)     ver = 0x3; // MPEG 1
 137         else if (codec->sample_rate == base_freq / 2) ver = 0x2; // MPEG 2
 138         else if (codec->sample_rate == base_freq / 4) ver = 0x0; // MPEG 2.5
 139         else continue;
 140
 141         srate_idx = i;
 142         break;
 143     }
 144     if (i == FF_ARRAY_ELEMS(avpriv_mpa_freq_tab)) {
 145         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Unsupported sample rate, not writing Xing header.\n");
 146         return -1;
 147     }
 148
 149     switch (codec->channels) {
 150     case 1:  channels = MPA_MONO;                                          break;
 151     case 2:  channels = MPA_STEREO;                                        break;
 152     default: av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Unsupported number of channels, "
 153                     "not writing Xing header.\n");
 154              return -1;
 155     }
 156
 157     /* dummy MPEG audio header */
 158     header  =  0xffU                                 << 24; // sync
 159     header |= (0x7 << 5 | ver << 3 | 0x1 << 1 | 0x1) << 16; // sync/audio-version/layer 3/no crc*/
 160     header |= (srate_idx << 2) << 8;
 161     header |= channels << 6;
 162
 163     for (bitrate_idx = 1; bitrate_idx < 15; bitrate_idx++) {
 164         int bit_rate = 1000 * avpriv_mpa_bitrate_tab[ver != 3][3 - 1][bitrate_idx];
 165         int error    = FFABS(bit_rate - codec->bit_rate);
 166
 167         if (error < best_bitrate_error) {
 168             best_bitrate_error = error;
 169             best_bitrate_idx   = bitrate_idx;
 170         }
 171     }
 172     av_assert0(best_bitrate_idx >= 0);
 173
 174     for (bitrate_idx = best_bitrate_idx; ; bitrate_idx++) {
 175         int32_t mask = bitrate_idx << (4 + 8);
 176         if (15 == bitrate_idx)
 177             return -1;
 178         header |= mask;
 179
 180         avpriv_mpegaudio_decode_header(&mpah, header);
 181         xing_offset=xing_offtbl[mpah.lsf == 1][mpah.nb_channels == 1];
 182         bytes_needed = 4              // header
 183                + xing_offset
 184                + 4              // xing tag
 185                + 4              // frames/size/toc flags
 186                + 4              // frames
 187                + 4              // size
 188                + XING_TOC_SIZE   // toc
 189                + 24
 190                ;
 191
 192         if (bytes_needed <= mpah.frame_size)
 193             break;
 194
 195         header &= ~mask;
 196     }
 197
 198     avio_wb32(s->pb, header);
 199
 200     ffio_fill(s->pb, 0, xing_offset);
 201     mp3->xing_offset = avio_tell(s->pb);
 202     ffio_wfourcc(s->pb, "Xing");
 203     avio_wb32(s->pb, 0x01 | 0x02 | 0x04);  // frames / size / TOC
 204
 205     mp3->size = mpah.frame_size;
 206     mp3->want=1;
 207     mp3->seen=0;
 208     mp3->pos=0;
 209
 210     avio_wb32(s->pb, 0);  // frames
 211     avio_wb32(s->pb, 0);  // size
 212
 213     // toc
 214     for (i = 0; i < XING_TOC_SIZE; ++i)
 215         avio_w8(s->pb, (uint8_t)(255 * i / XING_TOC_SIZE));
 216
 217     for (i = 0; i < strlen(vendor); ++i)
 218         avio_w8(s->pb, vendor[i]);
 219     for (; i < 21; ++i)
 220         avio_w8(s->pb, 0);
 221     avio_wb24(s->pb, FFMAX(codec->delay - 528 - 1, 0)<<12);
 222
 223     ffio_fill(s->pb, 0, mpah.frame_size - bytes_needed);
 224
 225     return 0;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Add a frame to XING data.
 230  * Following lame's "VbrTag.c".
 231  */
 232 static void mp3_xing_add_frame(MP3Context *mp3, AVPacket *pkt)
 233 {
 234     int i;
 235
 236     mp3->frames++;
 237     mp3->seen++;
 238     mp3->size += pkt->size;
 239
 240     if (mp3->want == mp3->seen) {
 241         mp3->bag[mp3->pos] = mp3->size;
 242
 243         if (XING_NUM_BAGS == ++mp3->pos) {
 244             /* shrink table to half size by throwing away each second bag. */
 245             for (i = 1; i < XING_NUM_BAGS; i += 2)
 246                 mp3->bag[i >> 1] = mp3->bag[i];
 247
 248             /* double wanted amount per bag. */
 249             mp3->want *= 2;
 250             /* adjust current position to half of table size. */
 251             mp3->pos = XING_NUM_BAGS / 2;
 252         }
 253
 254         mp3->seen = 0;
 255     }
 256 }
 257
 258 static int mp3_write_audio_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 259 {
 260     MP3Context  *mp3 = s->priv_data;
 261
 262     if (pkt->data && pkt->size >= 4) {
 263         MPADecodeHeader mpah;
 264         int av_unused base;
 265         uint32_t h;
 266
 267         h = AV_RB32(pkt->data);
 268         if (ff_mpa_check_header(h) == 0) {
 269             avpriv_mpegaudio_decode_header(&mpah, h);
 270             if (!mp3->initial_bitrate)
 271                 mp3->initial_bitrate = mpah.bit_rate;
 272             if ((mpah.bit_rate == 0) || (mp3->initial_bitrate != mpah.bit_rate))
 273                 mp3->has_variable_bitrate = 1;
 274         } else {
 275             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Audio packet of size %d (starting with %08X...) "
 276                    "is invalid, writing it anyway.\n", pkt->size, h);
 277         }
 278
 279 #ifdef FILTER_VBR_HEADERS
 280         /* filter out XING and INFO headers. */
 281         base = 4 + xing_offtbl[mpah.lsf == 1][mpah.nb_channels == 1];
 282
 283         if (base + 4 <= pkt->size) {
 284             uint32_t v = AV_RB32(pkt->data + base);
 285
 286             if (MKBETAG('X','i','n','g') == v || MKBETAG('I','n','f','o') == v)
 287                 return 0;
 288         }
 289
 290         /* filter out VBRI headers. */
 291         base = 4 + 32;
 292
 293         if (base + 4 <= pkt->size && MKBETAG('V','B','R','I') == AV_RB32(pkt->data + base))
 294             return 0;
 295 #endif
 296
 297         if (mp3->xing_offset)
 298             mp3_xing_add_frame(mp3, pkt);
 299     }
 300
 301     return ff_raw_write_packet(s, pkt);
 302 }
 303
 304 static int mp3_queue_flush(AVFormatContext *s)
 305 {
 306     MP3Context *mp3 = s->priv_data;
 307     AVPacketList *pktl;
 308     int ret = 0, write = 1;
 309
 310     ff_id3v2_finish(&mp3->id3, s->pb, s->metadata_header_padding);
 311     mp3_write_xing(s);
 312
 313     while ((pktl = mp3->queue)) {
 314         if (write && (ret = mp3_write_audio_packet(s, &pktl->pkt)) < 0)
 315             write = 0;
 316         av_free_packet(&pktl->pkt);
 317         mp3->queue = pktl->next;
 318         av_freep(&pktl);
 319     }
 320     mp3->queue_end = NULL;
 321     return ret;
 322 }
 323
 324 static void mp3_update_xing(AVFormatContext *s)
 325 {
 326     MP3Context  *mp3 = s->priv_data;
 327     int i;
 328
 329     /* replace "Xing" identification string with "Info" for CBR files. */
 330     if (!mp3->has_variable_bitrate) {
 331         avio_seek(s->pb, mp3->xing_offset, SEEK_SET);
 332         ffio_wfourcc(s->pb, "Info");
 333     }
 334
 335     avio_seek(s->pb, mp3->xing_offset + 8, SEEK_SET);
 336     avio_wb32(s->pb, mp3->frames);
 337     avio_wb32(s->pb, mp3->size);
 338
 339     avio_w8(s->pb, 0);  // first toc entry has to be zero.
 340
 341     for (i = 1; i < XING_TOC_SIZE; ++i) {
 342         int j = i * mp3->pos / XING_TOC_SIZE;
 343         int seek_point = 256LL * mp3->bag[j] / mp3->size;
 344         avio_w8(s->pb, FFMIN(seek_point, 255));
 345     }
 346
 347     avio_seek(s->pb, 0, SEEK_END);
 348 }
 349
 350 static int mp3_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 351 {
 352     uint8_t buf[ID3v1_TAG_SIZE];
 353     MP3Context *mp3 = s->priv_data;
 354
 355     if (mp3->pics_to_write) {
 356         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No packets were sent for some of the "
 357                "attached pictures.\n");
 358         mp3_queue_flush(s);
 359     }
 360
 361     /* write the id3v1 tag */
 362     if (mp3->write_id3v1 && id3v1_create_tag(s, buf) > 0) {
 363         avio_write(s->pb, buf, ID3v1_TAG_SIZE);
 364     }
 365
 366     if (mp3->xing_offset)
 367         mp3_update_xing(s);
 368
 369     return 0;
 370 }
 371
 372 static int query_codec(enum AVCodecID id, int std_compliance)
 373 {
 374     const CodecMime *cm= ff_id3v2_mime_tags;
 375     while(cm->id != AV_CODEC_ID_NONE) {
 376         if(id == cm->id)
 377             return MKTAG('A', 'P', 'I', 'C');
 378         cm++;
 379     }
 380     return -1;
 381 }
 382
 383 #if CONFIG_MP2_MUXER
 384 AVOutputFormat ff_mp2_muxer = {
 385     .name              = "mp2",
 386     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2 (MPEG audio layer 2)"),
 387     .mime_type         = "audio/mpeg",
 388     .extensions        = "mp2,m2a,mpa",
 389     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_MP2,
 390     .video_codec       = AV_CODEC_ID_NONE,
 391     .write_packet      = ff_raw_write_packet,
 392     .flags             = AVFMT_NOTIMESTAMPS,
 393 };
 394 #endif
 395
 396 #if CONFIG_MP3_MUXER
 397
 398 static const AVOption options[] = {
 399     { "id3v2_version", "Select ID3v2 version to write. Currently 3 and 4 are supported.",
 400       offsetof(MP3Context, id3v2_version), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 4}, 0, 4, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
 401     { "write_id3v1", "Enable ID3v1 writing. ID3v1 tags are written in UTF-8 which may not be supported by most software.",
 402       offsetof(MP3Context, write_id3v1), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
 403     { "write_xing",  "Write the Xing header containing file duration.",
 404       offsetof(MP3Context, write_xing),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
 405     { NULL },
 406 };
 407
 408 static const AVClass mp3_muxer_class = {
 409     .class_name     = "MP3 muxer",
 410     .item_name      = av_default_item_name,
 411     .option         = options,
 412     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 413 };
 414
 415 static int mp3_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 416 {
 417     MP3Context *mp3 = s->priv_data;
 418
 419     if (pkt->stream_index == mp3->audio_stream_idx) {
 420         if (mp3->pics_to_write) {
 421             /* buffer audio packets until we get all the pictures */
 422             AVPacketList *pktl = av_mallocz(sizeof(*pktl));
 423             int ret;
 424             if (!pktl)
 425                 return AVERROR(ENOMEM);
 426
 427             ret = av_copy_packet(&pktl->pkt, pkt);
 428             if (ret < 0) {
 429                 av_freep(&pktl);
 430                 return ret;
 431             }
 432
 433             if (mp3->queue_end)
 434                 mp3->queue_end->next = pktl;
 435             else
 436                 mp3->queue = pktl;
 437             mp3->queue_end = pktl;
 438         } else
 439             return mp3_write_audio_packet(s, pkt);
 440     } else {
 441         int ret;
 442
 443         /* warn only once for each stream */
 444         if (s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames == 1) {
 445             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Got more than one picture in stream %d,"
 446                    " ignoring.\n", pkt->stream_index);
 447         }
 448         if (!mp3->pics_to_write || s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames >= 1)
 449             return 0;
 450
 451         if ((ret = ff_id3v2_write_apic(s, &mp3->id3, pkt)) < 0)
 452             return ret;
 453         mp3->pics_to_write--;
 454
 455         /* flush the buffered audio packets */
 456         if (!mp3->pics_to_write &&
 457             (ret = mp3_queue_flush(s)) < 0)
 458             return ret;
 459     }
 460
 461     return 0;
 462 }
 463
 464 /**
 465  * Write an ID3v2 header at beginning of stream
 466  */
 467
 468 static int mp3_write_header(struct AVFormatContext *s)
 469 {
 470     MP3Context  *mp3 = s->priv_data;
 471     int ret, i;
 472
 473     if (mp3->id3v2_version      &&
 474         mp3->id3v2_version != 3 &&
 475         mp3->id3v2_version != 4) {
 476         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid ID3v2 version requested: %d. Only "
 477                "3, 4 or 0 (disabled) are allowed.\n", mp3->id3v2_version);
 478         return AVERROR(EINVAL);
 479     }
 480
 481     /* check the streams -- we want exactly one audio and arbitrary number of
 482      * video (attached pictures) */
 483     mp3->audio_stream_idx = -1;
 484     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 485         AVStream *st = s->streams[i];
 486         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 487             if (mp3->audio_stream_idx >= 0 || st->codec->codec_id != AV_CODEC_ID_MP3) {
 488                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid audio stream. Exactly one MP3 "
 489                        "audio stream is required.\n");
 490                 return AVERROR(EINVAL);
 491             }
 492             mp3->audio_stream_idx = i;
 493         } else if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 494             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio streams and pictures are allowed in MP3.\n");
 495             return AVERROR(EINVAL);
 496         }
 497     }
 498     if (mp3->audio_stream_idx < 0) {
 499         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No audio stream present.\n");
 500         return AVERROR(EINVAL);
 501     }
 502     mp3->pics_to_write = s->nb_streams - 1;
 503
 504     if (mp3->pics_to_write && !mp3->id3v2_version) {
 505         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Attached pictures were requested, but the "
 506                "ID3v2 header is disabled.\n");
 507         return AVERROR(EINVAL);
 508     }
 509
 510     if (mp3->id3v2_version) {
 511         ff_id3v2_start(&mp3->id3, s->pb, mp3->id3v2_version, ID3v2_DEFAULT_MAGIC);
 512         ret = ff_id3v2_write_metadata(s, &mp3->id3);
 513         if (ret < 0)
 514             return ret;
 515     }
 516
 517     if (!mp3->pics_to_write) {
 518         if (mp3->id3v2_version)
 519             ff_id3v2_finish(&mp3->id3, s->pb, s->metadata_header_padding);
 520         mp3_write_xing(s);
 521     }
 522
 523     return 0;
 524 }
 525
 526 AVOutputFormat ff_mp3_muxer = {
 527     .name              = "mp3",
 528     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP3 (MPEG audio layer 3)"),
 529     .mime_type         = "audio/mpeg",
 530     .extensions        = "mp3",
 531     .priv_data_size    = sizeof(MP3Context),
 532     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_MP3,
 533     .video_codec       = AV_CODEC_ID_PNG,
 534     .write_header      = mp3_write_header,
 535     .write_packet      = mp3_write_packet,
 536     .write_trailer     = mp3_write_trailer,
 537     .query_codec       = query_codec,
 538     .flags             = AVFMT_NOTIMESTAMPS,
 539     .priv_class        = &mp3_muxer_class,
 540 };
 541 #endif