examples: Use new API for transcoding example
[ffmpeg.git] / doc / examples / transcode_aac.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013-2018 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     /* Send the audio frame stored in the temporary packet to the decoder.
402      * The input audio stream decoder is used to do this. */
403     if ((error = avcodec_send_packet(input_codec_context, &input_packet)) < 0) {
404         fprintf(stderr, "Could not send packet for decoding (error '%s')\n",
405                 get_error_text(error));
406         return error;
407     }
408
409     /* Receive one frame from the decoder. */
410     error = avcodec_receive_frame(input_codec_context, frame);
411     /* If the decoder asks for more data to be able to decode a frame,
412      * return indicating that no data is present. */
413     if (error == AVERROR(EAGAIN)) {
414         error = 0;
415         goto cleanup;
416     /* If the end of the input file is reached, stop decoding. */
417     } else if (error == AVERROR_EOF) {
418         *finished = 1;
419         error = 0;
420         goto cleanup;
421     } else if (error < 0) {
422         fprintf(stderr, "Could not decode frame (error '%s')\n",
423                 get_error_text(error));
424         goto cleanup;
425     /* Default case: Return decoded data. */
426     } else {
427         *data_present = 1;
428         goto cleanup;
429     }
430
431 cleanup:
432     av_packet_unref(&input_packet);
433     return error;
434 }
435
436 /**
437  * Initialize a temporary storage for the specified number of audio samples.
438  * The conversion requires temporary storage due to the different format.
439  * The number of audio samples to be allocated is specified in frame_size.
440  * @param[out] converted_input_samples Array of converted samples. The
441  *                                     dimensions are reference, channel
442  *                                     (for multi-channel audio), sample.
443  * @param      output_codec_context    Codec context of the output file
444  * @param      frame_size              Number of samples to be converted in
445  *                                     each round
446  * @return Error code (0 if successful)
447  */
448 static int init_converted_samples(uint8_t ***converted_input_samples,
449                                   AVCodecContext *output_codec_context,
450                                   int frame_size)
451 {
452     int error;
453
454     /* Allocate as many pointers as there are audio channels.
455      * Each pointer will later point to the audio samples of the corresponding
456      * channels (although it may be NULL for interleaved formats).
457      */
458     if (!(*converted_input_samples = calloc(output_codec_context->channels,
459                                             sizeof(**converted_input_samples)))) {
460         fprintf(stderr, "Could not allocate converted input sample pointers\n");
461         return AVERROR(ENOMEM);
462     }
463
464     /* Allocate memory for the samples of all channels in one consecutive
465      * block for convenience. */
466     if ((error = av_samples_alloc(*converted_input_samples, NULL,
467                                   output_codec_context->channels,
468                                   frame_size,
469                                   output_codec_context->sample_fmt, 0)) < 0) {
470         fprintf(stderr,
471                 "Could not allocate converted input samples (error '%s')\n",
472                 get_error_text(error));
473         av_freep(&(*converted_input_samples)[0]);
474         free(*converted_input_samples);
475         return error;
476     }
477     return 0;
478 }
479
480 /**
481  * Convert the input audio samples into the output sample format.
482  * The conversion happens on a per-frame basis, the size of which is
483  * specified by frame_size.
484  * @param      input_data       Samples to be decoded. The dimensions are
485  *                              channel (for multi-channel audio), sample.
486  * @param[out] converted_data   Converted samples. The dimensions are channel
487  *                              (for multi-channel audio), sample.
488  * @param      frame_size       Number of samples to be converted
489  * @param      resample_context Resample context for the conversion
490  * @return Error code (0 if successful)
491  */
492 static int convert_samples(uint8_t **input_data,
493                            uint8_t **converted_data, const int frame_size,
494                            AVAudioResampleContext *resample_context)
495 {
496     int error;
497
498     /* Convert the samples using the resampler. */
499     if ((error = avresample_convert(resample_context, converted_data, 0,
500                                     frame_size, input_data, 0, frame_size)) < 0) {
501         fprintf(stderr, "Could not convert input samples (error '%s')\n",
502                 get_error_text(error));
503         return error;
504     }
505
506     /* Perform a sanity check so that the number of converted samples is
507      * not greater than the number of samples to be converted.
508      * If the sample rates differ, this case has to be handled differently. */
509     if (avresample_available(resample_context)) {
510         fprintf(stderr, "Converted samples left over\n");
511         return AVERROR_EXIT;
512     }
513
514     return 0;
515 }
516
517 /**
518  * Add converted input audio samples to the FIFO buffer for later processing.
519  * @param fifo                    Buffer to add the samples to
520  * @param converted_input_samples Samples to be added. The dimensions are channel
521  *                                (for multi-channel audio), sample.
522  * @param frame_size              Number of samples to be converted
523  * @return Error code (0 if successful)
524  */
525 static int add_samples_to_fifo(AVAudioFifo *fifo,
526                                uint8_t **converted_input_samples,
527                                const int frame_size)
528 {
529     int error;
530
531     /* Make the FIFO as large as it needs to be to hold both,
532      * the old and the new samples. */
533     if ((error = av_audio_fifo_realloc(fifo, av_audio_fifo_size(fifo) + frame_size)) < 0) {
534         fprintf(stderr, "Could not reallocate FIFO\n");
535         return error;
536     }
537
538     /* Store the new samples in the FIFO buffer. */
539     if (av_audio_fifo_write(fifo, (void **)converted_input_samples,
540                             frame_size) < frame_size) {
541         fprintf(stderr, "Could not write data to FIFO\n");
542         return AVERROR_EXIT;
543     }
544     return 0;
545 }
546
547 /**
548  * Read one audio frame from the input file, decode, convert and store
549  * it in the FIFO buffer.
550  * @param      fifo                 Buffer used for temporary storage
551  * @param      input_format_context Format context of the input file
552  * @param      input_codec_context  Codec context of the input file
553  * @param      output_codec_context Codec context of the output file
554  * @param      resample_context     Resample context for the conversion
555  * @param[out] finished             Indicates whether the end of file has
556  *                                  been reached and all data has been
557  *                                  decoded. If this flag is false,
558  *                                  there is more data to be decoded,
559  *                                  i.e., this function has to be called
560  *                                  again.
561  * @return Error code (0 if successful)
562  */
563 static int read_decode_convert_and_store(AVAudioFifo *fifo,
564                                          AVFormatContext *input_format_context,
565                                          AVCodecContext *input_codec_context,
566                                          AVCodecContext *output_codec_context,
567                                          AVAudioResampleContext *resample_context,
568                                          int *finished)
569 {
570     /* Temporary storage of the input samples of the frame read from the file. */
571     AVFrame *input_frame = NULL;
572     /* Temporary storage for the converted input samples. */
573     uint8_t **converted_input_samples = NULL;
574     int data_present = 0;
575     int ret = AVERROR_EXIT;
576
577     /* Initialize temporary storage for one input frame. */
578     if (init_input_frame(&input_frame))
579         goto cleanup;
580     /* Decode one frame worth of audio samples. */
581     if (decode_audio_frame(input_frame, input_format_context,
582                            input_codec_context, &data_present, finished))
583         goto cleanup;
584     /* If we are at the end of the file and there are no more samples
585      * in the decoder which are delayed, we are actually finished.
586      * This must not be treated as an error. */
587     if (*finished) {
588         ret = 0;
589         goto cleanup;
590     }
591     /* If there is decoded data, convert and store it. */
592     if (data_present) {
593         /* Initialize the temporary storage for the converted input samples. */
594         if (init_converted_samples(&converted_input_samples, output_codec_context,
595                                    input_frame->nb_samples))
596             goto cleanup;
597
598         /* Convert the input samples to the desired output sample format.
599          * This requires a temporary storage provided by converted_input_samples. */
600         if (convert_samples(input_frame->extended_data, converted_input_samples,
601                             input_frame->nb_samples, resample_context))
602             goto cleanup;
603
604         /* Add the converted input samples to the FIFO buffer for later processing. */
605         if (add_samples_to_fifo(fifo, converted_input_samples,
606                                 input_frame->nb_samples))
607             goto cleanup;
608         ret = 0;
609     }
610     ret = 0;
611
612 cleanup:
613     if (converted_input_samples) {
614         av_freep(&converted_input_samples[0]);
615         free(converted_input_samples);
616     }
617     av_frame_free(&input_frame);
618
619     return ret;
620 }
621
622 /**
623  * Initialize one input frame for writing to the output file.
624  * The frame will be exactly frame_size samples large.
625  * @param[out] frame                Frame to be initialized
626  * @param      output_codec_context Codec context of the output file
627  * @param      frame_size           Size of the frame
628  * @return Error code (0 if successful)
629  */
630 static int init_output_frame(AVFrame **frame,
631                              AVCodecContext *output_codec_context,
632                              int frame_size)
633 {
634     int error;
635
636     /* Create a new frame to store the audio samples. */
637     if (!(*frame = av_frame_alloc())) {
638         fprintf(stderr, "Could not allocate output frame\n");
639         return AVERROR_EXIT;
640     }
641
642     /* Set the frame's parameters, especially its size and format.
643      * av_frame_get_buffer needs this to allocate memory for the
644      * audio samples of the frame.
645      * Default channel layouts based on the number of channels
646      * are assumed for simplicity. */
647     (*frame)->nb_samples     = frame_size;
648     (*frame)->channel_layout = output_codec_context->channel_layout;
649     (*frame)->format         = output_codec_context->sample_fmt;
650     (*frame)->sample_rate    = output_codec_context->sample_rate;
651
652     /* Allocate the samples of the created frame. This call will make
653      * sure that the audio frame can hold as many samples as specified. */
654     if ((error = av_frame_get_buffer(*frame, 0)) < 0) {
655         fprintf(stderr, "Could not allocate output frame samples (error '%s')\n",
656                 get_error_text(error));
657         av_frame_free(frame);
658         return error;
659     }
660
661     return 0;
662 }
663
664 /* Global timestamp for the audio frames. */
665 static int64_t pts = 0;
666
667 /**
668  * Encode one frame worth of audio to the output file.
669  * @param      frame                 Samples to be encoded
670  * @param      output_format_context Format context of the output file
671  * @param      output_codec_context  Codec context of the output file
672  * @param[out] data_present          Indicates whether data has been
673  *                                   encoded
674  * @return Error code (0 if successful)
675  */
676 static int encode_audio_frame(AVFrame *frame,
677                               AVFormatContext *output_format_context,
678                               AVCodecContext *output_codec_context,
679                               int *data_present)
680 {
681     /* Packet used for temporary storage. */
682     AVPacket output_packet;
683     int error;
684     init_packet(&output_packet);
685
686     /* Set a timestamp based on the sample rate for the container. */
687     if (frame) {
688         frame->pts = pts;
689         pts += frame->nb_samples;
690     }
691
692     /* Send the audio frame stored in the temporary packet to the encoder.
693      * The output audio stream encoder is used to do this. */
694     error = avcodec_send_frame(output_codec_context, frame);
695     /* The encoder signals that it has nothing more to encode. */
696     if (error == AVERROR_EOF) {
697         error = 0;
698         goto cleanup;
699     } else if (error < 0) {
700         fprintf(stderr, "Could not send packet for encoding (error '%s')\n",
701                 get_error_text(error));
702         return error;
703     }
704
705     /* Receive one encoded frame from the encoder. */
706     error = avcodec_receive_packet(output_codec_context, &output_packet);
707     /* If the encoder asks for more data to be able to provide an
708      * encoded frame, return indicating that no data is present. */
709     if (error == AVERROR(EAGAIN)) {
710         error = 0;
711         goto cleanup;
712     /* If the last frame has been encoded, stop encoding. */
713     } else if (error == AVERROR_EOF) {
714         error = 0;
715         goto cleanup;
716     } else if (error < 0) {
717         fprintf(stderr, "Could not encode frame (error '%s')\n",
718                 get_error_text(error));
719         goto cleanup;
720     /* Default case: Return encoded data. */
721     } else {
722         *data_present = 1;
723     }
724
725     /* Write one audio frame from the temporary packet to the output file. */
726     if (*data_present &&
727         (error = av_write_frame(output_format_context, &output_packet)) < 0) {
728         fprintf(stderr, "Could not write frame (error '%s')\n",
729                 get_error_text(error));
730         goto cleanup;
731     }
732
733 cleanup:
734     av_packet_unref(&output_packet);
735     return error;
736 }
737
738 /**
739  * Load one audio frame from the FIFO buffer, encode and write it to the
740  * output file.
741  * @param fifo                  Buffer used for temporary storage
742  * @param output_format_context Format context of the output file
743  * @param output_codec_context  Codec context of the output file
744  * @return Error code (0 if successful)
745  */
746 static int load_encode_and_write(AVAudioFifo *fifo,
747                                  AVFormatContext *output_format_context,
748                                  AVCodecContext *output_codec_context)
749 {
750     /* Temporary storage of the output samples of the frame written to the file. */
751     AVFrame *output_frame;
752     /* Use the maximum number of possible samples per frame.
753      * If there is less than the maximum possible frame size in the FIFO
754      * buffer use this number. Otherwise, use the maximum possible frame size. */
755     const int frame_size = FFMIN(av_audio_fifo_size(fifo),
756                                  output_codec_context->frame_size);
757     int data_written;
758
759     /* Initialize temporary storage for one output frame. */
760     if (init_output_frame(&output_frame, output_codec_context, frame_size))
761         return AVERROR_EXIT;
762
763     /* Read as many samples from the FIFO buffer as required to fill the frame.
764      * The samples are stored in the frame temporarily. */
765     if (av_audio_fifo_read(fifo, (void **)output_frame->data, frame_size) < frame_size) {
766         fprintf(stderr, "Could not read data from FIFO\n");
767         av_frame_free(&output_frame);
768         return AVERROR_EXIT;
769     }
770
771     /* Encode one frame worth of audio samples. */
772     if (encode_audio_frame(output_frame, output_format_context,
773                            output_codec_context, &data_written)) {
774         av_frame_free(&output_frame);
775         return AVERROR_EXIT;
776     }
777     av_frame_free(&output_frame);
778     return 0;
779 }
780
781 /**
782  * Write the trailer of the output file container.
783  * @param output_format_context Format context of the output file
784  * @return Error code (0 if successful)
785  */
786 static int write_output_file_trailer(AVFormatContext *output_format_context)
787 {
788     int error;
789     if ((error = av_write_trailer(output_format_context)) < 0) {
790         fprintf(stderr, "Could not write output file trailer (error '%s')\n",
791                 get_error_text(error));
792         return error;
793     }
794     return 0;
795 }
796
797 int main(int argc, char **argv)
798 {
799     AVFormatContext *input_format_context = NULL, *output_format_context = NULL;
800     AVCodecContext *input_codec_context = NULL, *output_codec_context = NULL;
801     AVAudioResampleContext *resample_context = NULL;
802     AVAudioFifo *fifo = NULL;
803     int ret = AVERROR_EXIT;
804
805     if (argc != 3) {
806         fprintf(stderr, "Usage: %s <input file> <output file>\n", argv[0]);
807         exit(1);
808     }
809
810     /* Register all codecs and formats so that they can be used. */
811     av_register_all();
812     /* Open the input file for reading. */
813     if (open_input_file(argv[1], &input_format_context,
814                         &input_codec_context))
815         goto cleanup;
816     /* Open the output file for writing. */
817     if (open_output_file(argv[2], input_codec_context,
818                          &output_format_context, &output_codec_context))
819         goto cleanup;
820     /* Initialize the resampler to be able to convert audio sample formats. */
821     if (init_resampler(input_codec_context, output_codec_context,
822                        &resample_context))
823         goto cleanup;
824     /* Initialize the FIFO buffer to store audio samples to be encoded. */
825     if (init_fifo(&fifo, output_codec_context))
826         goto cleanup;
827     /* Write the header of the output file container. */
828     if (write_output_file_header(output_format_context))
829         goto cleanup;
830
831     /* Loop as long as we have input samples to read or output samples
832      * to write; abort as soon as we have neither. */
833     while (1) {
834         /* Use the encoder's desired frame size for processing. */
835         const int output_frame_size = output_codec_context->frame_size;
836         int finished                = 0;
837
838         /* Make sure that there is one frame worth of samples in the FIFO
839          * buffer so that the encoder can do its work.
840          * Since the decoder's and the encoder's frame size may differ, we
841          * need to FIFO buffer to store as many frames worth of input samples
842          * that they make up at least one frame worth of output samples. */
843         while (av_audio_fifo_size(fifo) < output_frame_size) {
844             /* Decode one frame worth of audio samples, convert it to the
845              * output sample format and put it into the FIFO buffer. */
846             if (read_decode_convert_and_store(fifo, input_format_context,
847                                               input_codec_context,
848                                               output_codec_context,
849                                               resample_context, &finished))
850                 goto cleanup;
851
852             /* If we are at the end of the input file, we continue
853              * encoding the remaining audio samples to the output file. */
854             if (finished)
855                 break;
856         }
857
858         /* If we have enough samples for the encoder, we encode them.
859          * At the end of the file, we pass the remaining samples to
860          * the encoder. */
861         while (av_audio_fifo_size(fifo) >= output_frame_size ||
862                (finished && av_audio_fifo_size(fifo) > 0))
863             /* Take one frame worth of audio samples from the FIFO buffer,
864              * encode it and write it to the output file. */
865             if (load_encode_and_write(fifo, output_format_context,
866                                       output_codec_context))
867                 goto cleanup;
868
869         /* If we are at the end of the input file and have encoded
870          * all remaining samples, we can exit this loop and finish. */
871         if (finished) {
872             int data_written;
873             /* Flush the encoder as it may have delayed frames. */
874             do {
875                 data_written = 0;
876                 if (encode_audio_frame(NULL, output_format_context,
877                                        output_codec_context, &data_written))
878                     goto cleanup;
879             } while (data_written);
880             break;
881         }
882     }
883
884     /* Write the trailer of the output file container. */
885     if (write_output_file_trailer(output_format_context))
886         goto cleanup;
887     ret = 0;
888
889 cleanup:
890     if (fifo)
891         av_audio_fifo_free(fifo);
892     if (resample_context) {
893         avresample_close(resample_context);
894         avresample_free(&resample_context);
895     }
896     if (output_codec_context)
897         avcodec_free_context(&output_codec_context);
898     if (output_format_context) {
899         avio_close(output_format_context->pb);
900         avformat_free_context(output_format_context);
901     }
902     if (input_codec_context)
903         avcodec_free_context(&input_codec_context);
904     if (input_format_context)
905         avformat_close_input(&input_format_context);
906
907     return ret;
908 }