如果以块的形式读取,则libmad播放速度太快

时间:2016-10-01 06:08:55

标签: c gcc mp3

我拿了libmad示例C文件,并播放了一个mp3,播放得很好。但是,当我尝试以块的形式读取文件时,与一次性读取文件的示例相反,我听到"中断"播放太快了。

这是我的输入回调和输出回调

static enum mad_flow input(void *data, struct mad_stream *stream) {
  struct buffer *buffer = data;
//   char* raw_data[buffer->size];
//  if(fgets(*raw_data, buffer->size, buffer->file) == NULL) {
      // file is finished!
      // in our case we would want to move to next file here!
      // when we get there, we will get data from node->file of LL, instead of file.
      // with node->file, we can simply move to next song when playing the music.
//      return MAD_FLOW_STOP;
//  }
//printf("%s\n",*raw_data);

    void *fdm;
    fdm = mmap(0, BUFFER_SIZE, PROT_READ, MAP_SHARED, buffer->fd, buffer->offset);
    if (fdm == MAP_FAILED) {
        printf("%s\n","failed");
        return MAD_FLOW_STOP;
    }

    if(buffer->offset >= buffer->size) {
        if (munmap(fdm, BUFFER_SIZE) == -1)
            return MAD_FLOW_STOP;
        return MAD_FLOW_STOP;
    }

    mad_stream_buffer(stream, fdm, BUFFER_SIZE);

    printf("size is %lu and offset is %lu\n",buffer->size, buffer->offset);

    buffer->offset += BUFFER_SIZE;

printf("%s\n","read");

  return MAD_FLOW_CONTINUE;
}

static enum mad_flow output(void *data, struct mad_header const *header, struct mad_pcm *pcm) {
  register int nsamples = pcm->length;
  mad_fixed_t const *left_ch = pcm->samples[0], *right_ch = pcm->samples[1];

  static unsigned char stream[1152*4]; /* 1152 because that's what mad has as a max; *4 because
  there are 4 distinct bytes per sample (in 2 channel case) */
  static unsigned int rate = 0;
  static int channels = 0;
  //static struct audio_dither dither;

  register char * ptr = stream;
  register signed int sample;
  register mad_fixed_t tempsample;

  printf("%s\n", "playing");

  /* We need to know information about the file before we can open the playdevice
  in some cases. So, we do it here. */

  if (pcm->channels == 2) {
    while (nsamples--) {
      signed int sample;
      sample = scale(*left_ch++);
      // sample = (signed int) audio_linear_dither(16, tempsample, &dither);
      stream[(pcm->length-nsamples)*4 ] = ((sample >> 0) & 0xff);
      stream[(pcm->length-nsamples)*4 +1] = ((sample >> 8) & 0xff);

      sample = scale(*right_ch++);
      stream[(pcm->length-nsamples)*4+2 ] = ((sample >> 0) & 0xff);
      stream[(pcm->length-nsamples)*4 +3] = ((sample >> 8) & 0xff);
    }
    ao_play(device, stream, pcm->length * 4);
  } else {
    while (nsamples--) {
      signed int sample;
      sample = scale(*left_ch++);
      stream[(pcm->length-nsamples)*2 ] = ((sample >> 0) & 0xff);
      stream[(pcm->length-nsamples)*2 +1] = ((sample >> 8) & 0xff);
    }
    ao_play(device, stream, pcm->length * 2);
  }
  return MAD_FLOW_CONTINUE;
}

我使用的示例可以在这里找到:https://github.com/fasterthanlime/libmad/blob/master/minimad.c

我正在使用libao来播放生成的PCM,这在添加到示例时工作正常,因此我猜它不是libao的问题。

1 个答案:

答案 0 :(得分:6)

这是一个老问题,但我遇到了同样的问题,目前很难找到简单的示例代码来执行此操作,甚至是在邮件列表之外的半个解释。

首先,关于你的特定代码,我知道每次与mmap()整个文件相比,每次调用mmap()一小部分文件都没有优势。 mmap()并没有像你想象的那样将文件读入内存;它甚至不为整个文件分配物理内存。它只分配虚拟内存。只要程序从尚未加载的虚拟内存中读取(页面错误处理程序),操作系统就会将文件读入物理内存,并从物理内存中删除部分文件无论何时在其他地方需要物理内存。

话虽如此,如果您使用的是没有内存管理单元的嵌入式系统,您将无法获得具有这些特性的mmap(),并且您可能没有足够的物理内存来加载整个内存管理单元MP3文件也可以存入内存。因此,对于本解释的其余部分,我假设您正在使用一些通用的read()函数来获取数据并使目标系统具有以千字节为单位指定的内存大小。

问题

问题在于mad_stream_buffer()没有按照你的想法做或想做它。它会让你认为它会将你给它的任何缓冲区添加到内部流中,并在该流运行不足时调用input()。但是没有内部流。 libmad只能使用你给它的缓冲区,调用mad_stream_buffer()只是替换缓冲区指针。

要真正理解为什么这是一个问题,您还需要了解MP3的工作原理。 MP3文件的音频部分被分解为称为"帧"的数据块。帧是字节对齐的,并以一串全部设置为1的位开始,称为同步字。它用于在开始播放或搜索后找到第一帧的开头。在调用input()回调之后,libmad将始终在其当前输入缓冲区中查找第一个同步字,在它找到的第一个同步字之前跳过任何数据。然后,libmad将开始解码MP3帧,直到没有数据或遇到不完整的帧。最后的不完整帧也被忽略,并再次调用input()。

所以最终发生的事情看起来像这样:

|    read() 1    |    read() 2    |    read() 3    |    read() 4    |
|hdr|frame1|??????|frame3|frame4|??????|frame6|??????|frame8|frame9|?
在这种特殊情况下,libmad似乎会跳过第2帧,第5帧和第10帧。这就是播放速度太快的原因。此外,如果您的MP3文件使用了比特储存器(一种允许帧为后续帧缓冲额外数据的功能,可能有更多数据需要编码),那么被解码的帧将会因为发出吱吱声而失真。缺少数据。

要使其发挥作用,您需要做的是:

input():
|    read() 1    |
|hdr|frame1|frame|

decoded as:
|    buffer 1    |
|???|frame1|?????|
              |
input():      |
   .----------'
   v  | read() 2 |
|frame2|frame3|fr|

decoded as:
|    buffer 2    |
|frame2|frame3|??|
               |
input():       |
 .-------------'
 v |  read() 3   |
|frame4|frame5|fr|

decoded as:
|    buffer 3    |
|frame4|frame5|??|

等等。如果libmad获得的缓冲区不包含帧或不以帧边界结束,则会将error参数中的struct mad_stream条目设置为传递给MAD_ERROR_BUFLEN的输入。如果它在帧的中间结束,则next_frame条目将被设置为先前给定的数据缓冲区内的指针,该指针标记不完整帧的开始。如果缓冲区中根本没有帧,则该指针的值将为null。在这种情况下,您还会收到"同步丢失"错误回调中的错误,如果有的话。

解决方案

你需要一个数据缓冲区,它可以容纳至少一个最大长度的MP3帧,加上8个字节用于libmad的MAD_BUFFER_GUARD。那将是至少2881字节长(source)。但是假设缓冲区在帧的开始处开始。如果您还不知道第一帧的位置(即MP3文件的开头),那么在这种情况下,您需要逐字节移位数据缓冲区,以便在最坏的情况下找到它。因此,您可能会选择断电2。

在input()中,您需要执行以下操作:

  • 如果error不是MAD_ERROR_BUFLEN,请使用全新的数据块加载数据缓冲区并返回。
  • 如果设置了next_frame,则将(前一个)缓冲区的未使用部分移动到缓冲区的开头,然后用新数据填充缓冲区的剩余部分。
  • 如果next_frame为空,则尚未找到有效的帧。为了确保没有跳过第一帧,这可能已部分在缓冲区中,我们需要最多移位数据缓冲区(buflen - max_frame_size),并用新数据填充缓冲区的剩余部分。
  • 如果文件中没有足够的数据来填充缓冲区,则最多追加MAD_BUFFER_GUARD个零字节。

最后,这里有适用于我的完整代码。

#define MP3_BUF_SIZE 4096
#define MP3_FRAME_SIZE 2881

static enum mad_flow input(void *data, struct mad_stream *stream) {

  static char mp3_buf[MP3_BUF_SIZE]; /* MP3 data buffer. */
  int keep; /* Number of bytes to keep from the previous buffer. */
  int retval; /* Return value from read(). */
  int len; /* Length of the new buffer. */
  int eof; /* Whether this is the last buffer that we can provide. */

  /* Figure out how much data we need to move from the end of the previous
  buffer into the start of the new buffer. */
  if (stream->error != MAD_ERROR_BUFLEN) {
    /* All data has been consumed, or this is the first call. */
    keep = 0;
  } else if (stream->next_frame != NULL) {
    /* The previous buffer was consumed partially. Move the unconsumed portion
    into the new buffer. */
    keep = stream->bufend - stream->next_frame;
  } else if ((stream->bufend - stream->buffer) < MP3_BUF_SIZE) {
    /* No data has been consumed at all, but our read buffer isn't full yet,
    so let's just read more data first. */
    keep = stream->bufend - stream->buffer;
  } else {
    /* No data has been consumed at all, and our read buffer is already full.
    Shift the buffer to make room for more data, in such a way that any
    possible frame position in the file is completely in the buffer at least
    once. */
    keep = MP3_BUF_SIZE - MP3_FRAME_SIZE;
  }

  /* Shift the end of the previous buffer to the start of the new buffer if we
  want to keep any bytes. */
  if (keep) {
    memmove(mp3_buf, stream->bufend - keep, keep);
  }

  /* Append new data to the buffer. */
  retval = read(in_fd, mp3_buf + keep, MP3_BUF_SIZE - keep);
  if (retval < 0) {
    /* Read error. */
    perror("failed to read from input");
    return MAD_FLOW_STOP;
  } else if (retval == 0) {
    /* End of file. Append MAD_BUFFER_GUARD zero bytes to make sure that the
    last frame is properly decoded. */
    if (keep + MAD_BUFFER_GUARD <= MP3_BUF_SIZE) {
      /* Append all guard bytes and stop decoding after this buffer. */
      memset(mp3_buf + keep, 0, MAD_BUFFER_GUARD);
      len = keep + MAD_BUFFER_GUARD;
      eof = 1;
    } else {
      /* The guard bytes don't all fit in our buffer, so we need to continue
      decoding and write all fo teh guard bytes in the next call to input(). */
      memset(mp3_buf + keep, 0, MP3_BUF_SIZE - keep);
      len = MP3_BUF_SIZE;
      eof = 0;
    }
  } else {
    /* New buffer length is amount of bytes that we kept from the previous
    buffer plus the bytes that we read just now. */
    len = keep + retval;
    eof = 0;
  }

  /* Pass the new buffer information to libmad. */
  mad_stream_buffer(stream, mp3_buf, len);
  return eof ? MAD_FLOW_STOP : MAD_FLOW_CONTINUE;
}

请注意,我没有进行大量测试,比如实际上确保它正确地解码了第一帧和最后一帧,并且我没有参与该项目,因此这里可能存在小错误。我正在听这个代码解码的MP3,因为我正在输入这些单词。

希望这可以节省某人工作的某个地方!