examples: Fixed and extended Doxygen documentation
[ffmpeg.git] / doc / examples / transcode_aac.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013-2017 Andreas Unterweger
3  *
4  * This file is part of Libav.
5  *
6  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * Simple audio converter
24  *
25  * @example transcode_aac.c
26  * Convert an input audio file to AAC in an MP4 container using Libav.
27  * Formats other than MP4 are supported based on the output file extension.
28  * @author Andreas Unterweger (dustsigns@gmail.com)
29  */
30
31 #include <stdio.h>
32
33 #include "libavformat/avformat.h"
34 #include "libavformat/avio.h"
35
36 #include "libavcodec/avcodec.h"
37
38 #include "libavutil/audio_fifo.h"
39 #include "libavutil/avstring.h"
40 #include "libavutil/frame.h"
41 #include "libavutil/opt.h"
42
43 #include "libavresample/avresample.h"
44
45 /* The output bit rate in bit/s */
46 #define OUTPUT_BIT_RATE 96000
47 /* The number of output channels */
48 #define OUTPUT_CHANNELS 2
49
50 /**
51  * Convert an error code into a text message.
52  * @param error Error code to be converted
53  * @return Corresponding error text (not thread-safe)
54  */
55 static char *get_error_text(const int error)
56 {
57     static char error_buffer[255];
58     av_strerror(error, error_buffer, sizeof(error_buffer));
59     return error_buffer;
60 }
61
62 /**
63  * Open an input file and the required decoder.
64  * @param      filename             File to be opened
65  * @param[out] input_format_context Format context of opened file
66  * @param[out] input_codec_context  Codec context of opened file
67  * @return Error code (0 if successful)
68  */
69 static int open_input_file(const char *filename,
70                            AVFormatContext **input_format_context,
71                            AVCodecContext **input_codec_context)
72 {
73     AVCodecContext *avctx;
74     AVCodec *input_codec;
75     int error;
76
77     /* Open the input file to read from it. */
78     if ((error = avformat_open_input(input_format_context, filename, NULL,
79                                      NULL)) < 0) {
80         fprintf(stderr, "Could not open input file '%s' (error '%s')\n",
81                 filename, get_error_text(error));
82         *input_format_context = NULL;
83         return error;
84     }
85
86     /* Get information on the input file (number of streams etc.). */
87     if ((error = avformat_find_stream_info(*input_format_context, NULL)) < 0) {
88         fprintf(stderr, "Could not open find stream info (error '%s')\n",
89                 get_error_text(error));
90         avformat_close_input(input_format_context);
91         return error;
92     }
93
94     /* Make sure that there is only one stream in the input file. */
95     if ((*input_format_context)->nb_streams != 1) {
96         fprintf(stderr, "Expected one audio input stream, but found %d\n",
97                 (*input_format_context)->nb_streams);
98         avformat_close_input(input_format_context);
99         return AVERROR_EXIT;
100     }
101
102     /* Find a decoder for the audio stream. */
103     if (!(input_codec = avcodec_find_decoder((*input_format_context)->streams[0]->codecpar->codec_id))) {
104         fprintf(stderr, "Could not find input codec\n");
105         avformat_close_input(input_format_context);
106         return AVERROR_EXIT;
107     }
108
109     /* Allocate a new decoding context. */
110     avctx = avcodec_alloc_context3(input_codec);
111     if (!avctx) {
112         fprintf(stderr, "Could not allocate a decoding context\n");
113         avformat_close_input(input_format_context);
114         return AVERROR(ENOMEM);
115     }
116
117     /* Initialize the stream parameters with demuxer information. */
118     error = avcodec_parameters_to_context(avctx, (*input_format_context)->streams[0]->codecpar);
119     if (error < 0) {
120         avformat_close_input(input_format_context);
121         avcodec_free_context(&avctx);
122         return error;
123     }
124
125     /* Open the decoder for the audio stream to use it later. */
126     if ((error = avcodec_open2(avctx, input_codec, NULL)) < 0) {
127         fprintf(stderr, "Could not open input codec (error '%s')\n",
128                 get_error_text(error));
129         avcodec_free_context(&avctx);
130         avformat_close_input(input_format_context);
131         return error;
132     }
133
134     /* Save the decoder context for easier access later. */
135     *input_codec_context = avctx;
136
137     return 0;
138 }
139
140 /**
141  * Open an output file and the required encoder.
142  * Also set some basic encoder parameters.
143  * Some of these parameters are based on the input file's parameters.
144  * @param      filename              File to be opened
145  * @param      input_codec_context   Codec context of input file
146  * @param[out] output_format_context Format context of output file
147  * @param[out] output_codec_context  Codec context of output file
148  * @return Error code (0 if successful)
149  */
150 static int open_output_file(const char *filename,
151                             AVCodecContext *input_codec_context,
152                             AVFormatContext **output_format_context,
153                             AVCodecContext **output_codec_context)
154 {
155     AVCodecContext *avctx          = NULL;
156     AVIOContext *output_io_context = NULL;
157     AVStream *stream               = NULL;
158     AVCodec *output_codec          = NULL;
159     int error;
160
161     /* Open the output file to write to it. */
162     if ((error = avio_open(&output_io_context, filename,
163                            AVIO_FLAG_WRITE)) < 0) {
164         fprintf(stderr, "Could not open output file '%s' (error '%s')\n",
165                 filename, get_error_text(error));
166         return error;
167     }
168
169     /* Create a new format context for the output container format. */
170     if (!(*output_format_context = avformat_alloc_context())) {
171         fprintf(stderr, "Could not allocate output format context\n");
172         return AVERROR(ENOMEM);
173     }
174
175     /* Associate the output file (pointer) with the container format context. */
176     (*output_format_context)->pb = output_io_context;
177
178     /* Guess the desired container format based on the file extension. */
179     if (!((*output_format_context)->oformat = av_guess_format(NULL, filename,
180                                                               NULL))) {
181         fprintf(stderr, "Could not find output file format\n");
182         goto cleanup;
183     }
184
185     av_strlcpy((*output_format_context)->filename, filename,
186                sizeof((*output_format_context)->filename));
187
188     /* Find the encoder to be used by its name. */
189     if (!(output_codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_AAC))) {
190         fprintf(stderr, "Could not find an AAC encoder.\n");
191         goto cleanup;
192     }
193
194     /* Create a new audio stream in the output file container. */
195     if (!(stream = avformat_new_stream(*output_format_context, NULL))) {
196         fprintf(stderr, "Could not create new stream\n");
197         error = AVERROR(ENOMEM);
198         goto cleanup;
199     }
200
201     avctx = avcodec_alloc_context3(output_codec);
202     if (!avctx) {
203         fprintf(stderr, "Could not allocate an encoding context\n");
204         error = AVERROR(ENOMEM);
205         goto cleanup;
206     }
207
208     /* Set the basic encoder parameters.
209      * The input file's sample rate is used to avoid a sample rate conversion. */
210     avctx->channels       = OUTPUT_CHANNELS;
211     avctx->channel_layout = av_get_default_channel_layout(OUTPUT_CHANNELS);
212     avctx->sample_rate    = input_codec_context->sample_rate;
213     avctx->sample_fmt     = output_codec->sample_fmts[0];
214     avctx->bit_rate       = OUTPUT_BIT_RATE;
215
216     /* Allow the use of the experimental AAC encoder. */
217     avctx->strict_std_compliance = FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL;
218
219     /* Set the sample rate for the container. */
220     stream->time_base.den = input_codec_context->sample_rate;
221     stream->time_base.num = 1;
222
223     /* Some container formats (like MP4) require global headers to be present.
224      * Mark the encoder so that it behaves accordingly. */
225     if ((*output_format_context)->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
226         avctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
227
228     /* Open the encoder for the audio stream to use it later. */
229     if ((error = avcodec_open2(avctx, output_codec, NULL)) < 0) {
230         fprintf(stderr, "Could not open output codec (error '%s')\n",
231                 get_error_text(error));
232         goto cleanup;
233     }
234
235     error = avcodec_parameters_from_context(stream->codecpar, avctx);
236     if (error < 0) {
237         fprintf(stderr, "Could not initialize stream parameters\n");
238         goto cleanup;
239     }
240
241     /* Save the encoder context for easier access later. */
242     *output_codec_context = avctx;
243
244     return 0;
245
246 cleanup:
247     avcodec_free_context(&avctx);
248     avio_close((*output_format_context)->pb);
249     avformat_free_context(*output_format_context);
250     *output_format_context = NULL;
251     return error < 0 ? error : AVERROR_EXIT;
252 }
253
254 /**
255  * Initialize one data packet for reading or writing.
256  * @param packet Packet to be initialized
257  */
258 static void init_packet(AVPacket *packet)
259 {
260     av_init_packet(packet);
261     /* Set the packet data and size so that it is recognized as being empty. */
262     packet->data = NULL;
263     packet->size = 0;
264 }
265
266 /**
267  * Initialize one audio frame for reading from the input file.
268  * @param[out] frame Frame to be initialized
269  * @return Error code (0 if successful)
270  */
271 static int init_input_frame(AVFrame **frame)
272 {
273     if (!(*frame = av_frame_alloc())) {
274         fprintf(stderr, "Could not allocate input frame\n");
275         return AVERROR(ENOMEM);
276     }
277     return 0;
278 }
279
280 /**
281  * Initialize the audio resampler based on the input and output codec settings.
282  * If the input and output sample formats differ, a conversion is required
283  * libavresample takes care of this, but requires initialization.
284  * @param      input_codec_context  Codec context of the input file
285  * @param      output_codec_context Codec context of the output file
286  * @param[out] resample_context     Resample context for the required conversion
287  * @return Error code (0 if successful)
288  */
289 static int init_resampler(AVCodecContext *input_codec_context,
290                           AVCodecContext *output_codec_context,
291                           AVAudioResampleContext **resample_context)
292 {
293     /* Only initialize the resampler if it is necessary, i.e.,
294      * if and only if the sample formats differ. */
295     if (input_codec_context->sample_fmt != output_codec_context->sample_fmt ||
296         input_codec_context->channels != output_codec_context->channels) {
297         int error;
298
299         /* Create a resampler context for the conversion. */
300         if (!(*resample_context = avresample_alloc_context())) {
301             fprintf(stderr, "Could not allocate resample context\n");
302             return AVERROR(ENOMEM);
303         }
304
305         /* Set the conversion parameters.
306          * Default channel layouts based on the number of channels
307          * are assumed for simplicity (they are sometimes not detected
308          * properly by the demuxer and/or decoder).
309          */
310         av_opt_set_int(*resample_context, "in_channel_layout",
311                        av_get_default_channel_layout(input_codec_context->channels), 0);
312         av_opt_set_int(*resample_context, "out_channel_layout",
313                        av_get_default_channel_layout(output_codec_context->channels), 0);
314         av_opt_set_int(*resample_context, "in_sample_rate",
315                        input_codec_context->sample_rate, 0);
316         av_opt_set_int(*resample_context, "out_sample_rate",
317                        output_codec_context->sample_rate, 0);
318         av_opt_set_int(*resample_context, "in_sample_fmt",
319                        input_codec_context->sample_fmt, 0);
320         av_opt_set_int(*resample_context, "out_sample_fmt",
321                        output_codec_context->sample_fmt, 0);
322
323         /* Open the resampler with the specified parameters. */
324         if ((error = avresample_open(*resample_context)) < 0) {
325             fprintf(stderr, "Could not open resample context\n");
326             avresample_free(resample_context);
327             return error;
328         }
329     }
330     return 0;
331 }
332
333 /**
334  * Initialize a FIFO buffer for the audio samples to be encoded.
335  * @param[out] fifo                 Sample buffer
336  * @param      output_codec_context Codec context of the output file
337  * @return Error code (0 if successful)
338  */
339 static int init_fifo(AVAudioFifo **fifo, AVCodecContext *output_codec_context)
340 {
341     /* Create the FIFO buffer based on the specified output sample format. */
342     if (!(*fifo = av_audio_fifo_alloc(output_codec_context->sample_fmt,
343                                       output_codec_context->channels, 1))) {
344         fprintf(stderr, "Could not allocate FIFO\n");
345         return AVERROR(ENOMEM);
346     }
347     return 0;
348 }
349
350 /**
351  * Write the header of the output file container.
352  * @param output_format_context Format context of the output file
353  * @return Error code (0 if successful)
354  */
355 static int write_output_file_header(AVFormatContext *output_format_context)
356 {
357     int error;
358     if ((error = avformat_write_header(output_format_context, NULL)) < 0) {
359         fprintf(stderr, "Could not write output file header (error '%s')\n",
360                 get_error_text(error));
361         return error;
362     }
363     return 0;
364 }
365
366 /**
367  * Decode one audio frame from the input file.
368  * @param      frame                Audio frame to be decoded
369  * @param      input_format_context Format context of the input file
370  * @param      input_codec_context  Codec context of the input file
371  * @param[out] data_present         Indicates whether data has been decoded
372  * @param[out] finished             Indicates whether the end of file has
373  *                                  been reached and all data has been
374  *                                  decoded. If this flag is false, there
375  *                                  is more data to be decoded, i.e., this
376  *                                  function has to be called again.
377  * @return Error code (0 if successful)
378  */
379 static int decode_audio_frame(AVFrame *frame,
380                               AVFormatContext *input_format_context,
381                               AVCodecContext *input_codec_context,
382                               int *data_present, int *finished)
383 {
384     /* Packet used for temporary storage. */
385     AVPacket input_packet;
386     int error;
387     init_packet(&input_packet);
388
389     /* Read one audio frame from the input file into a temporary packet. */
390     if ((error = av_read_frame(input_format_context, &input_packet)) < 0) {
391         /* If we are the the end of the file, flush the decoder below. */
392         if (error == AVERROR_EOF)
393             *finished = 1;
394         else {
395             fprintf(stderr, "Could not read frame (error '%s')\n",
396                     get_error_text(error));
397             return error;
398         }
399     }
400
401     /* Decode the audio frame stored in the temporary packet.
402      * The input audio stream decoder is used to do this.
403      * If we are at the end of the file, pass an empty packet to the decoder
404      * to flush it. */
405     if ((error = avcodec_decode_audio4(input_codec_context, frame,
406                                        data_present, &input_packet)) < 0) {
407         fprintf(stderr, "Could not decode frame (error '%s')\n",
408                 get_error_text(error));
409         av_packet_unref(&input_packet);
410         return error;
411     }
412
413     /* If the decoder has not been flushed completely, we are not finished,
414      * so that this function has to be called again. */
415     if (*finished && *data_present)
416         *finished = 0;
417     av_packet_unref(&input_packet);
418     return 0;
419 }
420
421 /**
422  * Initialize a temporary storage for the specified number of audio samples.
423  * The conversion requires temporary storage due to the different format.
424  * The number of audio samples to be allocated is specified in frame_size.
425  * @param[out] converted_input_samples Array of converted samples. The
426  *                                     dimensions are reference, channel
427  *                                     (for multi-channel audio), sample.
428  * @param      output_codec_context    Codec context of the output file
429  * @param      frame_size              Number of samples to be converted in
430  *                                     each round
431  * @return Error code (0 if successful)
432  */
433 static int init_converted_samples(uint8_t ***converted_input_samples,
434                                   AVCodecContext *output_codec_context,
435                                   int frame_size)
436 {
437     int error;
438
439     /* Allocate as many pointers as there are audio channels.
440      * Each pointer will later point to the audio samples of the corresponding
441      * channels (although it may be NULL for interleaved formats).
442      */
443     if (!(*converted_input_samples = calloc(output_codec_context->channels,
444                                             sizeof(**converted_input_samples)))) {
445         fprintf(stderr, "Could not allocate converted input sample pointers\n");
446         return AVERROR(ENOMEM);
447     }
448
449     /* Allocate memory for the samples of all channels in one consecutive
450      * block for convenience. */
451     if ((error = av_samples_alloc(*converted_input_samples, NULL,
452                                   output_codec_context->channels,
453                                   frame_size,
454                                   output_codec_context->sample_fmt, 0)) < 0) {
455         fprintf(stderr,
456                 "Could not allocate converted input samples (error '%s')\n",
457                 get_error_text(error));
458         av_freep(&(*converted_input_samples)[0]);
459         free(*converted_input_samples);
460         return error;
461     }
462     return 0;
463 }
464
465 /**
466  * Convert the input audio samples into the output sample format.
467  * The conversion happens on a per-frame basis, the size of which is
468  * specified by frame_size.
469  * @param      input_data       Samples to be decoded. The dimensions are
470  *                              channel (for multi-channel audio), sample.
471  * @param[out] converted_data   Converted samples. The dimensions are channel
472  *                              (for multi-channel audio), sample.
473  * @param      frame_size       Number of samples to be converted
474  * @param      resample_context Resample context for the conversion
475  * @return Error code (0 if successful)
476  */
477 static int convert_samples(uint8_t **input_data,
478                            uint8_t **converted_data, const int frame_size,
479                            AVAudioResampleContext *resample_context)
480 {
481     int error;
482
483     /* Convert the samples using the resampler. */
484     if ((error = avresample_convert(resample_context, converted_data, 0,
485                                     frame_size, input_data, 0, frame_size)) < 0) {
486         fprintf(stderr, "Could not convert input samples (error '%s')\n",
487                 get_error_text(error));
488         return error;
489     }
490
491     /* Perform a sanity check so that the number of converted samples is
492      * not greater than the number of samples to be converted.
493      * If the sample rates differ, this case has to be handled differently. */
494     if (avresample_available(resample_context)) {
495         fprintf(stderr, "Converted samples left over\n");
496         return AVERROR_EXIT;
497     }
498
499     return 0;
500 }
501
502 /**
503  * Add converted input audio samples to the FIFO buffer for later processing.
504  * @param fifo                    Buffer to add the samples to
505  * @param converted_input_samples Samples to be added. The dimensions are channel
506  *                                (for multi-channel audio), sample.
507  * @param frame_size              Number of samples to be converted
508  * @return Error code (0 if successful)
509  */
510 static int add_samples_to_fifo(AVAudioFifo *fifo,
511                                uint8_t **converted_input_samples,
512                                const int frame_size)
513 {
514     int error;
515
516     /* Make the FIFO as large as it needs to be to hold both,
517      * the old and the new samples. */
518     if ((error = av_audio_fifo_realloc(fifo, av_audio_fifo_size(fifo) + frame_size)) < 0) {
519         fprintf(stderr, "Could not reallocate FIFO\n");
520         return error;
521     }
522
523     /* Store the new samples in the FIFO buffer. */
524     if (av_audio_fifo_write(fifo, (void **)converted_input_samples,
525                             frame_size) < frame_size) {
526         fprintf(stderr, "Could not write data to FIFO\n");
527         return AVERROR_EXIT;
528     }
529     return 0;
530 }
531
532 /**
533  * Read one audio frame from the input file, decode, convert and store
534  * it in the FIFO buffer.
535  * @param      fifo                 Buffer used for temporary storage
536  * @param      input_format_context Format context of the input file
537  * @param      input_codec_context  Codec context of the input file
538  * @param      output_codec_context Codec context of the output file
539  * @param      resample_context     Resample context for the conversion
540  * @param[out] finished             Indicates whether the end of file has
541  *                                  been reached and all data has been
542  *                                  decoded. If this flag is false,
543  *                                  there is more data to be decoded,
544  *                                  i.e., this function has to be called
545  *                                  again.
546  * @return Error code (0 if successful)
547  */
548 static int read_decode_convert_and_store(AVAudioFifo *fifo,
549                                          AVFormatContext *input_format_context,
550                                          AVCodecContext *input_codec_context,
551                                          AVCodecContext *output_codec_context,
552                                          AVAudioResampleContext *resample_context,
553                                          int *finished)
554 {
555     /* Temporary storage of the input samples of the frame read from the file. */
556     AVFrame *input_frame = NULL;
557     /* Temporary storage for the converted input samples. */
558     uint8_t **converted_input_samples = NULL;
559     int data_present;
560     int ret = AVERROR_EXIT;
561
562     /* Initialize temporary storage for one input frame. */
563     if (init_input_frame(&input_frame))
564         goto cleanup;
565     /* Decode one frame worth of audio samples. */
566     if (decode_audio_frame(input_frame, input_format_context,
567                            input_codec_context, &data_present, finished))
568         goto cleanup;
569     /* If we are at the end of the file and there are no more samples
570      * in the decoder which are delayed, we are actually finished.
571      * This must not be treated as an error. */
572     if (*finished && !data_present) {
573         ret = 0;
574         goto cleanup;
575     }
576     /* If there is decoded data, convert and store it. */
577     if (data_present) {
578         /* Initialize the temporary storage for the converted input samples. */
579         if (init_converted_samples(&converted_input_samples, output_codec_context,
580                                    input_frame->nb_samples))
581             goto cleanup;
582
583         /* Convert the input samples to the desired output sample format.
584          * This requires a temporary storage provided by converted_input_samples. */
585         if (convert_samples(input_frame->extended_data, converted_input_samples,
586                             input_frame->nb_samples, resample_context))
587             goto cleanup;
588
589         /* Add the converted input samples to the FIFO buffer for later processing. */
590         if (add_samples_to_fifo(fifo, converted_input_samples,
591                                 input_frame->nb_samples))
592             goto cleanup;
593         ret = 0;
594     }
595     ret = 0;
596
597 cleanup:
598     if (converted_input_samples) {
599         av_freep(&converted_input_samples[0]);
600         free(converted_input_samples);
601     }
602     av_frame_free(&input_frame);
603
604     return ret;
605 }
606
607 /**
608  * Initialize one input frame for writing to the output file.
609  * The frame will be exactly frame_size samples large.
610  * @param[out] frame                Frame to be initialized
611  * @param      output_codec_context Codec context of the output file
612  * @param      frame_size           Size of the frame
613  * @return Error code (0 if successful)
614  */
615 static int init_output_frame(AVFrame **frame,
616                              AVCodecContext *output_codec_context,
617                              int frame_size)
618 {
619     int error;
620
621     /* Create a new frame to store the audio samples. */
622     if (!(*frame = av_frame_alloc())) {
623         fprintf(stderr, "Could not allocate output frame\n");
624         return AVERROR_EXIT;
625     }
626
627     /* Set the frame's parameters, especially its size and format.
628      * av_frame_get_buffer needs this to allocate memory for the
629      * audio samples of the frame.
630      * Default channel layouts based on the number of channels
631      * are assumed for simplicity. */
632     (*frame)->nb_samples     = frame_size;
633     (*frame)->channel_layout = output_codec_context->channel_layout;
634     (*frame)->format         = output_codec_context->sample_fmt;
635     (*frame)->sample_rate    = output_codec_context->sample_rate;
636
637     /* Allocate the samples of the created frame. This call will make
638      * sure that the audio frame can hold as many samples as specified. */
639     if ((error = av_frame_get_buffer(*frame, 0)) < 0) {
640         fprintf(stderr, "Could not allocate output frame samples (error '%s')\n",
641                 get_error_text(error));
642         av_frame_free(frame);
643         return error;
644     }
645
646     return 0;
647 }
648
649 /* Global timestamp for the audio frames. */
650 static int64_t pts = 0;
651
652 /**
653  * Encode one frame worth of audio to the output file.
654  * @param      frame                 Samples to be encoded
655  * @param      output_format_context Format context of the output file
656  * @param      output_codec_context  Codec context of the output file
657  * @param[out] data_present          Indicates whether data has been
658  *                                   decoded
659  * @return Error code (0 if successful)
660  */
661 static int encode_audio_frame(AVFrame *frame,
662                               AVFormatContext *output_format_context,
663                               AVCodecContext *output_codec_context,
664                               int *data_present)
665 {
666     /* Packet used for temporary storage. */
667     AVPacket output_packet;
668     int error;
669     init_packet(&output_packet);
670
671     /* Set a timestamp based on the sample rate for the container. */
672     if (frame) {
673         frame->pts = pts;
674         pts += frame->nb_samples;
675     }
676
677     /* Encode the audio frame and store it in the temporary packet.
678      * The output audio stream encoder is used to do this. */
679     if ((error = avcodec_encode_audio2(output_codec_context, &output_packet,
680                                        frame, data_present)) < 0) {
681         fprintf(stderr, "Could not encode frame (error '%s')\n",
682                 get_error_text(error));
683         av_packet_unref(&output_packet);
684         return error;
685     }
686
687     /* Write one audio frame from the temporary packet to the output file. */
688     if (*data_present) {
689         if ((error = av_write_frame(output_format_context, &output_packet)) < 0) {
690             fprintf(stderr, "Could not write frame (error '%s')\n",
691                     get_error_text(error));
692             av_packet_unref(&output_packet);
693             return error;
694         }
695
696         av_packet_unref(&output_packet);
697     }
698
699     return 0;
700 }
701
702 /**
703  * Load one audio frame from the FIFO buffer, encode and write it to the
704  * output file.
705  * @param fifo                  Buffer used for temporary storage
706  * @param output_format_context Format context of the output file
707  * @param output_codec_context  Codec context of the output file
708  * @return Error code (0 if successful)
709  */
710 static int load_encode_and_write(AVAudioFifo *fifo,
711                                  AVFormatContext *output_format_context,
712                                  AVCodecContext *output_codec_context)
713 {
714     /* Temporary storage of the output samples of the frame written to the file. */
715     AVFrame *output_frame;
716     /* Use the maximum number of possible samples per frame.
717      * If there is less than the maximum possible frame size in the FIFO
718      * buffer use this number. Otherwise, use the maximum possible frame size. */
719     const int frame_size = FFMIN(av_audio_fifo_size(fifo),
720                                  output_codec_context->frame_size);
721     int data_written;
722
723     /* Initialize temporary storage for one output frame. */
724     if (init_output_frame(&output_frame, output_codec_context, frame_size))
725         return AVERROR_EXIT;
726
727     /* Read as many samples from the FIFO buffer as required to fill the frame.
728      * The samples are stored in the frame temporarily. */
729     if (av_audio_fifo_read(fifo, (void **)output_frame->data, frame_size) < frame_size) {
730         fprintf(stderr, "Could not read data from FIFO\n");
731         av_frame_free(&output_frame);
732         return AVERROR_EXIT;
733     }
734
735     /* Encode one frame worth of audio samples. */
736     if (encode_audio_frame(output_frame, output_format_context,
737                            output_codec_context, &data_written)) {
738         av_frame_free(&output_frame);
739         return AVERROR_EXIT;
740     }
741     av_frame_free(&output_frame);
742     return 0;
743 }
744
745 /**
746  * Write the trailer of the output file container.
747  * @param output_format_context Format context of the output file
748  * @return Error code (0 if successful)
749  */
750 static int write_output_file_trailer(AVFormatContext *output_format_context)
751 {
752     int error;
753     if ((error = av_write_trailer(output_format_context)) < 0) {
754         fprintf(stderr, "Could not write output file trailer (error '%s')\n",
755                 get_error_text(error));
756         return error;
757     }
758     return 0;
759 }
760
761 int main(int argc, char **argv)
762 {
763     AVFormatContext *input_format_context = NULL, *output_format_context = NULL;
764     AVCodecContext *input_codec_context = NULL, *output_codec_context = NULL;
765     AVAudioResampleContext *resample_context = NULL;
766     AVAudioFifo *fifo = NULL;
767     int ret = AVERROR_EXIT;
768
769     if (argc != 3) {
770         fprintf(stderr, "Usage: %s <input file> <output file>\n", argv[0]);
771         exit(1);
772     }
773
774     /* Register all codecs and formats so that they can be used. */
775     av_register_all();
776     /* Open the input file for reading. */
777     if (open_input_file(argv[1], &input_format_context,
778                         &input_codec_context))
779         goto cleanup;
780     /* Open the output file for writing. */
781     if (open_output_file(argv[2], input_codec_context,
782                          &output_format_context, &output_codec_context))
783         goto cleanup;
784     /* Initialize the resampler to be able to convert audio sample formats. */
785     if (init_resampler(input_codec_context, output_codec_context,
786                        &resample_context))
787         goto cleanup;
788     /* Initialize the FIFO buffer to store audio samples to be encoded. */
789     if (init_fifo(&fifo, output_codec_context))
790         goto cleanup;
791     /* Write the header of the output file container. */
792     if (write_output_file_header(output_format_context))
793         goto cleanup;
794
795     /* Loop as long as we have input samples to read or output samples
796      * to write; abort as soon as we have neither. */
797     while (1) {
798         /* Use the encoder's desired frame size for processing. */
799         const int output_frame_size = output_codec_context->frame_size;
800         int finished                = 0;
801
802         /* Make sure that there is one frame worth of samples in the FIFO
803          * buffer so that the encoder can do its work.
804          * Since the decoder's and the encoder's frame size may differ, we
805          * need to FIFO buffer to store as many frames worth of input samples
806          * that they make up at least one frame worth of output samples. */
807         while (av_audio_fifo_size(fifo) < output_frame_size) {
808             /* Decode one frame worth of audio samples, convert it to the
809              * output sample format and put it into the FIFO buffer. */
810             if (read_decode_convert_and_store(fifo, input_format_context,
811                                               input_codec_context,
812                                               output_codec_context,
813                                               resample_context, &finished))
814                 goto cleanup;
815
816             /* If we are at the end of the input file, we continue
817              * encoding the remaining audio samples to the output file. */
818             if (finished)
819                 break;
820         }
821
822         /* If we have enough samples for the encoder, we encode them.
823          * At the end of the file, we pass the remaining samples to
824          * the encoder. */
825         while (av_audio_fifo_size(fifo) >= output_frame_size ||
826                (finished && av_audio_fifo_size(fifo) > 0))
827             /* Take one frame worth of audio samples from the FIFO buffer,
828              * encode it and write it to the output file. */
829             if (load_encode_and_write(fifo, output_format_context,
830                                       output_codec_context))
831                 goto cleanup;
832
833         /* If we are at the end of the input file and have encoded
834          * all remaining samples, we can exit this loop and finish. */
835         if (finished) {
836             int data_written;
837             /* Flush the encoder as it may have delayed frames. */
838             do {
839                 if (encode_audio_frame(NULL, output_format_context,
840                                        output_codec_context, &data_written))
841                     goto cleanup;
842             } while (data_written);
843             break;
844         }
845     }
846
847     /* Write the trailer of the output file container. */
848     if (write_output_file_trailer(output_format_context))
849         goto cleanup;
850     ret = 0;
851
852 cleanup:
853     if (fifo)
854         av_audio_fifo_free(fifo);
855     if (resample_context) {
856         avresample_close(resample_context);
857         avresample_free(&resample_context);
858     }
859     if (output_codec_context)
860         avcodec_free_context(&output_codec_context);
861     if (output_format_context) {
862         avio_close(output_format_context->pb);
863         avformat_free_context(output_format_context);
864     }
865     if (input_codec_context)
866         avcodec_free_context(&input_codec_context);
867     if (input_format_context)
868         avformat_close_input(&input_format_context);
869
870     return ret;
871 }