libavformat/matroskaenc.c

   1 /*
   2  * Matroska muxer
   3  * Copyright (c) 2007 David Conrad
   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 "riff.h"
  24 #include "isom.h"
  25 #include "matroska.h"
  26 #include "avc.h"
  27 #include "libavutil/md5.h"
  28 #include "libavcodec/xiph.h"
  29 #include "libavcodec/mpeg4audio.h"
  30
  31 typedef struct ebml_master {
  32     int64_t         pos;                ///< absolute offset in the file where the master's elements start
  33     int             sizebytes;          ///< how many bytes were reserved for the size
  34 } ebml_master;
  35
  36 typedef struct mkv_seekhead_entry {
  37     unsigned int    elementid;
  38     uint64_t        segmentpos;
  39 } mkv_seekhead_entry;
  40
  41 typedef struct mkv_seekhead {
  42     int64_t                 filepos;
  43     int64_t                 segment_offset;     ///< the file offset to the beginning of the segment
  44     int                     reserved_size;      ///< -1 if appending to file
  45     int                     max_entries;
  46     mkv_seekhead_entry      *entries;
  47     int                     num_entries;
  48 } mkv_seekhead;
  49
  50 typedef struct {
  51     uint64_t        pts;
  52     int             tracknum;
  53     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the cluster containing the block
  54 } mkv_cuepoint;
  55
  56 typedef struct {
  57     int64_t         segment_offset;
  58     mkv_cuepoint    *entries;
  59     int             num_entries;
  60 } mkv_cues;
  61
  62 typedef struct MatroskaMuxContext {
  63     ebml_master     segment;
  64     int64_t         segment_offset;
  65     int64_t         segment_uid;
  66     ebml_master     cluster;
  67     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
  68     uint64_t        cluster_pts;
  69     int64_t         duration_offset;
  70     uint64_t        duration;
  71     mkv_seekhead    *main_seekhead;
  72     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
  73     mkv_cues        *cues;
  74
  75     struct AVMD5    *md5_ctx;
  76 } MatroskaMuxContext;
  77
  78
  79 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
  80  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  81 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  82
  83 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  84  * 8-byte uint max */
  85 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  86
  87 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
  88 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
  89
  90
  91 static int ebml_id_size(unsigned int id)
  92 {
  93     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
  94 }
  95
  96 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
  97 {
  98     int i = ebml_id_size(id);
  99     while (i--)
 100         put_byte(pb, id >> (i*8));
 101 }
 102
 103 /**
 104  * Write an EBML size meaning "unknown size".
 105  *
 106  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
 107  */
 108 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 109 {
 110     assert(bytes <= 8);
 111     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 112     while (--bytes)
 113         put_byte(pb, 0xff);
 114 }
 115
 116 /**
 117  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
 118  */
 119 static int ebml_num_size(uint64_t num)
 120 {
 121     int bytes = 1;
 122     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
 123     return bytes;
 124 }
 125
 126 /**
 127  * Write a number in EBML variable length format.
 128  *
 129  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
 130  *              If zero, any number of bytes can be used.
 131  */
 132 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
 133 {
 134     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
 135
 136     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 137     assert(num < (1ULL<<56)-1);
 138
 139     if (bytes == 0)
 140         // don't care how many bytes are used, so use the min
 141         bytes = needed_bytes;
 142     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 143     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 144     assert(bytes >= needed_bytes);
 145
 146     num |= 1ULL << bytes*7;
 147     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 148         put_byte(pb, num >> i*8);
 149 }
 150
 151 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 152 {
 153     int i, bytes = 1;
 154     uint64_t tmp = val;
 155     while (tmp>>=8) bytes++;
 156
 157     put_ebml_id(pb, elementid);
 158     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
 159     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 160         put_byte(pb, val >> i*8);
 161 }
 162
 163 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 164 {
 165     put_ebml_id(pb, elementid);
 166     put_ebml_num(pb, 8, 0);
 167     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 168 }
 169
 170 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 171                             const uint8_t *buf, int size)
 172 {
 173     put_ebml_id(pb, elementid);
 174     put_ebml_num(pb, size, 0);
 175     put_buffer(pb, buf, size);
 176 }
 177
 178 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 179 {
 180     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 181 }
 182
 183 /**
 184  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 185  * the file to be written to later.
 186  *
 187  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 188  */
 189 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 190 {
 191     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
 192
 193     assert(size >= 2);
 194
 195     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 196     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 197     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 198     // size if possible, 1 byte otherwise
 199     if (size < 10)
 200         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
 201     else
 202         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
 203     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
 204         put_byte(pb, 0);
 205 }
 206
 207 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 208 {
 209     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
 210     put_ebml_id(pb, elementid);
 211     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 212     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 213 }
 214
 215 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 216 {
 217     int64_t pos = url_ftell(pb);
 218
 219     // leave the unknown size for masters when streaming
 220     if (url_is_streamed(pb))
 221         return;
 222
 223     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
 224     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
 225     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 226 }
 227
 228 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
 229 {
 230     int i;
 231     for (i = 0; i < size / 255; i++)
 232         put_byte(pb, 255);
 233     put_byte(pb, size % 255);
 234 }
 235
 236 /**
 237  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
 238  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 239  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 240  * that size.
 241  *
 242  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 243  *                       where the segment begins.
 244  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
 245  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 246  */
 247 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
 248 {
 249     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 250     if (new_seekhead == NULL)
 251         return NULL;
 252
 253     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 254
 255     if (numelements > 0) {
 256         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 257         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 258         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 259         // will fit afterwards
 260         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
 261         new_seekhead->max_entries = numelements;
 262         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
 263     }
 264     return new_seekhead;
 265 }
 266
 267 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
 268 {
 269     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
 270
 271     // don't store more elements than we reserved space for
 272     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 273         return -1;
 274
 275     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 276     if (entries == NULL)
 277         return AVERROR(ENOMEM);
 278
 279     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 280     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 281
 282     seekhead->entries = entries;
 283     return 0;
 284 }
 285
 286 /**
 287  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 288  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 289  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 290  * at the current location in the file.
 291  *
 292  * @return The file offset where the seekhead was written.
 293  */
 294 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 295 {
 296     ebml_master metaseek, seekentry;
 297     int64_t currentpos;
 298     int i;
 299
 300     currentpos = url_ftell(pb);
 301
 302     if (seekhead->reserved_size > 0)
 303         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
 304
 305     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 306     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 307         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 308
 309         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 310
 311         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 312         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 313         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 314
 315         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 316         end_ebml_master(pb, seekentry);
 317     }
 318     end_ebml_master(pb, metaseek);
 319
 320     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 321         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 322         put_ebml_void(pb, remaining);
 323         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 324
 325         currentpos = seekhead->filepos;
 326     }
 327     av_free(seekhead->entries);
 328     av_free(seekhead);
 329
 330     return currentpos;
 331 }
 332
 333 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
 334 {
 335     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 336     if (cues == NULL)
 337         return NULL;
 338
 339     cues->segment_offset = segment_offset;
 340     return cues;
 341 }
 342
 343 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, int64_t cluster_pos)
 344 {
 345     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 346
 347     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 348     if (entries == NULL)
 349         return AVERROR(ENOMEM);
 350
 351     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
 352     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
 353     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 354
 355     cues->entries = entries;
 356     return 0;
 357 }
 358
 359 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 360 {
 361     ebml_master cues_element;
 362     int64_t currentpos;
 363     int i, j;
 364
 365     currentpos = url_ftell(pb);
 366     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 367
 368     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 369         ebml_master cuepoint, track_positions;
 370         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 371         uint64_t pts = entry->pts;
 372
 373         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 374         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 375
 376         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 377         // timestamp into the same CuePoint
 378         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 379             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 380             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 381             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 382             end_ebml_master(pb, track_positions);
 383         }
 384         i += j - 1;
 385         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 386     }
 387     end_ebml_master(pb, cues_element);
 388
 389     av_free(cues->entries);
 390     av_free(cues);
 391     return currentpos;
 392 }
 393
 394 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 395 {
 396     uint8_t *header_start[3];
 397     int header_len[3];
 398     int first_header_size;
 399     int j;
 400
 401     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 402         first_header_size = 30;
 403     else
 404         first_header_size = 42;
 405
 406     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 407                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 408         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 409         return -1;
 410     }
 411
 412     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 413     for (j = 0; j < 2; j++) {
 414         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 415     }
 416     for (j = 0; j < 3; j++)
 417         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 418
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE 34
 423
 424 static int put_flac_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 425 {
 426     // if the extradata_size is greater than FLAC_STREAMINFO_SIZE,
 427     // assume that it's in Matroska format already
 428     if (codec->extradata_size < FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 429         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 430         return -1;
 431     } else if (codec->extradata_size == FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 432         // only the streaminfo packet
 433         put_buffer(pb, "fLaC", 4);
 434         put_byte(pb, 0x80);
 435         put_be24(pb, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 436     } else if(memcmp("fLaC", codec->extradata, 4)) {
 437         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 438         return -1;
 439     }
 440     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
 441     return 0;
 442 }
 443
 444 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 445 {
 446     int sri;
 447
 448     if (codec->extradata_size < 2) {
 449         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
 450         return;
 451     }
 452
 453     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 454     if (sri > 12) {
 455         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 456         return;
 457     }
 458     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 459
 460     // if sbr, get output sample rate as well
 461     if (codec->extradata_size == 5) {
 462         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 463         if (sri > 12) {
 464             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 465             return;
 466         }
 467         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 468     }
 469 }
 470
 471 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
 472 {
 473     ByteIOContext *dyn_cp;
 474     uint8_t *codecpriv;
 475     int ret, codecpriv_size;
 476
 477     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 478     if(ret < 0)
 479         return ret;
 480
 481     if (native_id) {
 482         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 483             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 484         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 485             ret = put_flac_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 486         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
 487             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 488         else if (codec->extradata_size)
 489             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 490     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 491         if (qt_id) {
 492             if (!codec->codec_tag)
 493                 codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
 494             if (codec->extradata_size)
 495                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 496         } else {
 497         if (!codec->codec_tag)
 498             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 499         if (!codec->codec_tag) {
 500             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
 501             ret = -1;
 502         }
 503
 504         put_bmp_header(dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
 505         }
 506
 507     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 508         if (!codec->codec_tag)
 509             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
 510         if (!codec->codec_tag) {
 511             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
 512             ret = -1;
 513         }
 514
 515         put_wav_header(dyn_cp, codec);
 516     }
 517
 518     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
 519     if (codecpriv_size)
 520         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 521     av_free(codecpriv);
 522     return ret;
 523 }
 524
 525 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 526 {
 527     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 528     ByteIOContext *pb = s->pb;
 529     ebml_master tracks;
 530     int i, j, ret;
 531
 532     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 533     if (ret < 0) return ret;
 534
 535     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 536     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 537         AVStream *st = s->streams[i];
 538         AVCodecContext *codec = st->codec;
 539         ebml_master subinfo, track;
 540         int native_id = 0;
 541         int qt_id = 0;
 542         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 543         int sample_rate = codec->sample_rate;
 544         int output_sample_rate = 0;
 545
 546         if (!bit_depth)
 547             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 548
 549         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 550             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 551
 552         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 553         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 554         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 555         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 556
 557         if (st->language[0])
 558             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, st->language);
 559         else
 560             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, "und");
 561
 562         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
 563
 564         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
 565         // if none are found, use AVI codes
 566         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 567             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 568                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 569                 native_id = 1;
 570                 break;
 571             }
 572         }
 573
 574         switch (codec->codec_type) {
 575             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 576                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 577
 578                 if (!native_id &&
 579                       codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
 580                     (!codec_get_tag(codec_bmp_tags,      codec->codec_id)
 581                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
 582                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
 583                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
 584                     qt_id = 1;
 585
 586                 if (qt_id)
 587                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
 588                 else if (!native_id)
 589                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
 590                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
 591
 592                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 593                 // XXX: interlace flag?
 594                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 595                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 596                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
 597                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
 598                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
 599                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
 600                 }
 601                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 602                 break;
 603
 604             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 605                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 606
 607                 if (!native_id)
 608                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 609                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
 610
 611                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 612                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 613                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 614                 if (output_sample_rate)
 615                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 616                 if (bit_depth)
 617                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 618                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 619                 break;
 620
 621             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 622                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 623                 break;
 624             default:
 625                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 626                 break;
 627         }
 628         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
 629         if (ret < 0) return ret;
 630
 631         end_ebml_master(pb, track);
 632
 633         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 634         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 635     }
 636     end_ebml_master(pb, tracks);
 637     return 0;
 638 }
 639
 640 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 641 {
 642     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 643     ByteIOContext *pb = s->pb;
 644     ebml_master ebml_header, segment_info;
 645     int ret;
 646
 647     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 648     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 649
 650     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 651     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 652     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 653     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 654     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 655     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
 656     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 657     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 658     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 659
 660     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 661     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 662
 663     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 664     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 665     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 666     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 667     // currently defined level 1 element
 668     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 669     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 670     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
 671         return AVERROR(ENOMEM);
 672
 673     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
 674     if (ret < 0) return ret;
 675
 676     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 677     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 678     if (strlen(s->title))
 679         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, s->title);
 680     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 681         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 682         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 683
 684         // reserve space to write the segment UID later
 685         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 686         put_ebml_void(pb, 19);
 687     }
 688
 689     // reserve space for the duration
 690     mkv->duration = 0;
 691     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 692     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 693     end_ebml_master(pb, segment_info);
 694
 695     ret = mkv_write_tracks(s);
 696     if (ret < 0) return ret;
 697
 698     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 699     if (ret < 0) return ret;
 700
 701     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 702     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 703     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
 704     mkv->cluster_pts = 0;
 705
 706     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 707     if (mkv->cues == NULL)
 708         return AVERROR(ENOMEM);
 709
 710     return 0;
 711 }
 712
 713 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
 714 {
 715     int size = pkt_size + 4;
 716     size += ebml_num_size(size);
 717     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 718     size += 8;              // max size of block duration
 719     size += ebml_num_size(size);
 720     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 721     return size;
 722 }
 723
 724 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 725 {
 726     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 727     ByteIOContext *pb = s->pb;
 728
 729     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 730            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 731            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 732     put_ebml_id(pb, blockid);
 733     put_ebml_num(pb, pkt->size+4, 0);
 734     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 735     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 736     put_byte(pb, flags);
 737     put_buffer(pb, pkt->data, pkt->size);
 738 }
 739
 740 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 741 {
 742     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 743     ByteIOContext *pb = s->pb;
 744     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 745     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 746     int duration = pkt->duration;
 747     int ret;
 748
 749     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
 750     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 751         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 752                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
 753         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 754
 755         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 756         if (ret < 0) return ret;
 757
 758         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 759         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 760         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
 761         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
 762         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 763     }
 764
 765     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 &&
 766         codec->extradata_size > 0 && AV_RB32(codec->extradata) == 0x00000001) {
 767         /* from x264 or from bytestream h264 */
 768         /* nal reformating needed */
 769         int ret = ff_avc_parse_nal_units(pkt->data, &pkt->data, &pkt->size);
 770         if (ret < 0)
 771             return ret;
 772         assert(pkt->size);
 773     }
 774
 775     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 776         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 777     } else {
 778         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
 779         duration = pkt->convergence_duration;
 780         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 781         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_DURATION, duration);
 782         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 783     }
 784
 785     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 786         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
 787         if (ret < 0) return ret;
 788     }
 789
 790     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + duration);
 791     return 0;
 792 }
 793
 794 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 795 {
 796     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 797     ByteIOContext *pb = s->pb;
 798     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 799     int ret;
 800
 801     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 802
 803     if (!url_is_streamed(pb)) {
 804         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 805         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 806
 807         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 808         if (ret < 0) return ret;
 809         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 810         if (ret < 0) return ret;
 811         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 812
 813         // update the duration
 814         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 815         currentpos = url_ftell(pb);
 816         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 817         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 818
 819         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 820         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 821             uint8_t segment_uid[16];
 822             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 823             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 824             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 825         }
 826         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 827     }
 828
 829     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 830     av_free(mkv->md5_ctx);
 831     return 0;
 832 }
 833
 834 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 835     "matroska",
 836     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 837     "video/x-matroska",
 838     "mkv",
 839     sizeof(MatroskaMuxContext),
 840     CODEC_ID_MP2,
 841     CODEC_ID_MPEG4,
 842     mkv_write_header,
 843     mkv_write_packet,
 844     mkv_write_trailer,
 845     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
 846     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 847 };
 848
 849 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 850     "matroska",
 851     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 852     "audio/x-matroska",
 853     "mka",
 854     sizeof(MatroskaMuxContext),
 855     CODEC_ID_MP2,
 856     CODEC_ID_NONE,
 857     mkv_write_header,
 858     mkv_write_packet,
 859     mkv_write_trailer,
 860     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_wav_tags, 0},
 861 };