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