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 "md5.h"
  24 #include "riff.h"
  25 #include "xiph.h"
  26 #include "matroska.h"
  27 #include "avc.h"
  28
  29 typedef struct ebml_master {
  30     offset_t        pos;                ///< absolute offset in the file where the master's elements start
  31     int             sizebytes;          ///< how many bytes were reserved for the size
  32 } ebml_master;
  33
  34 typedef struct mkv_seekhead_entry {
  35     unsigned int    elementid;
  36     uint64_t        segmentpos;
  37 } mkv_seekhead_entry;
  38
  39 typedef struct mkv_seekhead {
  40     offset_t                filepos;
  41     offset_t                segment_offset;     ///< the file offset to the beginning of the segment
  42     int                     reserved_size;      ///< -1 if appending to file
  43     int                     max_entries;
  44     mkv_seekhead_entry      *entries;
  45     int                     num_entries;
  46 } mkv_seekhead;
  47
  48 typedef struct {
  49     uint64_t        pts;
  50     int             tracknum;
  51     offset_t        cluster_pos;        ///< file offset of the cluster containing the block
  52 } mkv_cuepoint;
  53
  54 typedef struct {
  55     offset_t        segment_offset;
  56     mkv_cuepoint    *entries;
  57     int             num_entries;
  58 } mkv_cues;
  59
  60 typedef struct MatroskaMuxContext {
  61     ebml_master     segment;
  62     offset_t        segment_offset;
  63     offset_t        segment_uid;
  64     ebml_master     cluster;
  65     offset_t        cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
  66     uint64_t        cluster_pts;
  67     offset_t        duration_offset;
  68     uint64_t        duration;
  69     mkv_seekhead    *main_seekhead;
  70     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
  71     mkv_cues        *cues;
  72
  73     struct AVMD5    *md5_ctx;
  74 } MatroskaMuxContext;
  75
  76
  77 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
  78  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  79 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  80
  81 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  82  * 8-byte uint max */
  83 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  84
  85 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
  86 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
  87
  88
  89 static int ebml_id_size(unsigned int id)
  90 {
  91     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
  92 }
  93
  94 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
  95 {
  96     int i = ebml_id_size(id);
  97     while (i--)
  98         put_byte(pb, id >> (i*8));
  99 }
 100
 101 /**
 102  * Write an EBML size meaning "unknown size".
 103  *
 104  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
 105  */
 106 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 107 {
 108     assert(bytes <= 8);
 109     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 110     while (--bytes)
 111         put_byte(pb, 0xff);
 112 }
 113
 114 /**
 115  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
 116  */
 117 static int ebml_num_size(uint64_t num)
 118 {
 119     int bytes = 1;
 120     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
 121     return bytes;
 122 }
 123
 124 /**
 125  * Write a number in EBML variable length format.
 126  *
 127  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
 128  *              If zero, any number of bytes can be used.
 129  */
 130 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
 131 {
 132     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
 133
 134     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 135     assert(num < (1ULL<<56)-1);
 136
 137     if (bytes == 0)
 138         // don't care how many bytes are used, so use the min
 139         bytes = needed_bytes;
 140     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 141     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 142     assert(bytes >= needed_bytes);
 143
 144     num |= 1ULL << bytes*7;
 145     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 146         put_byte(pb, num >> i*8);
 147 }
 148
 149 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 150 {
 151     int i, bytes = 1;
 152     while (val >> bytes*8 && bytes < 8) bytes++;
 153
 154     put_ebml_id(pb, elementid);
 155     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
 156     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 157         put_byte(pb, val >> i*8);
 158 }
 159
 160 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 161 {
 162     put_ebml_id(pb, elementid);
 163     put_ebml_num(pb, 8, 0);
 164     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 165 }
 166
 167 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 168                             const uint8_t *buf, int size)
 169 {
 170     put_ebml_id(pb, elementid);
 171     put_ebml_num(pb, size, 0);
 172     put_buffer(pb, buf, size);
 173 }
 174
 175 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 176 {
 177     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 178 }
 179
 180 /**
 181  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 182  * the file to be written to later.
 183  *
 184  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 185  */
 186 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 187 {
 188     offset_t currentpos = url_ftell(pb);
 189
 190     assert(size >= 2);
 191
 192     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 193     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 194     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 195     // size if possible, 1 byte otherwise
 196     if (size < 10)
 197         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
 198     else
 199         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
 200     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
 201         put_byte(pb, 0);
 202 }
 203
 204 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 205 {
 206     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
 207     put_ebml_id(pb, elementid);
 208     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 209     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 210 }
 211
 212 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 213 {
 214     offset_t pos = url_ftell(pb);
 215
 216     // leave the unknown size for masters when streaming
 217     if (url_is_streamed(pb))
 218         return;
 219
 220     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
 221     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
 222     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 223 }
 224
 225 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
 226 {
 227     int i;
 228     for (i = 0; i < size / 255; i++)
 229         put_byte(pb, 255);
 230     put_byte(pb, size % 255);
 231 }
 232
 233 /**
 234  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
 235  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 236  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 237  * that size.
 238  *
 239  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 240  *                       where the segment begins.
 241  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
 242  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 243  */
 244 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, offset_t segment_offset, int numelements)
 245 {
 246     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 247     if (new_seekhead == NULL)
 248         return NULL;
 249
 250     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 251
 252     if (numelements > 0) {
 253         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 254         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 255         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 256         // will fit afterwards
 257         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
 258         new_seekhead->max_entries = numelements;
 259         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
 260     }
 261     return new_seekhead;
 262 }
 263
 264 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
 265 {
 266     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
 267
 268     // don't store more elements than we reserved space for
 269     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 270         return -1;
 271
 272     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 273     if (entries == NULL)
 274         return AVERROR(ENOMEM);
 275
 276     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 277     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 278
 279     seekhead->entries = entries;
 280     return 0;
 281 }
 282
 283 /**
 284  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 285  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 286  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 287  * at the current location in the file.
 288  *
 289  * @return The file offset where the seekhead was written.
 290  */
 291 static offset_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 292 {
 293     ebml_master metaseek, seekentry;
 294     offset_t currentpos;
 295     int i;
 296
 297     currentpos = url_ftell(pb);
 298
 299     if (seekhead->reserved_size > 0)
 300         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
 301
 302     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 303     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 304         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 305
 306         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 307
 308         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 309         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 310         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 311
 312         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 313         end_ebml_master(pb, seekentry);
 314     }
 315     end_ebml_master(pb, metaseek);
 316
 317     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 318         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 319         put_ebml_void(pb, remaining);
 320         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 321
 322         currentpos = seekhead->filepos;
 323     }
 324     av_free(seekhead->entries);
 325     av_free(seekhead);
 326
 327     return currentpos;
 328 }
 329
 330 static mkv_cues * mkv_start_cues(offset_t segment_offset)
 331 {
 332     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 333     if (cues == NULL)
 334         return NULL;
 335
 336     cues->segment_offset = segment_offset;
 337     return cues;
 338 }
 339
 340 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, offset_t cluster_pos)
 341 {
 342     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 343
 344     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 345     if (entries == NULL)
 346         return AVERROR(ENOMEM);
 347
 348     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
 349     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
 350     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 351
 352     cues->entries = entries;
 353     return 0;
 354 }
 355
 356 static offset_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 357 {
 358     ebml_master cues_element;
 359     offset_t currentpos;
 360     int i, j;
 361
 362     currentpos = url_ftell(pb);
 363     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 364
 365     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 366         ebml_master cuepoint, track_positions;
 367         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 368         uint64_t pts = entry->pts;
 369
 370         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 371         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 372
 373         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 374         // timestamp into the same CuePoint
 375         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 376             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 377             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 378             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 379             end_ebml_master(pb, track_positions);
 380         }
 381         i += j - 1;
 382         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 383     }
 384     end_ebml_master(pb, cues_element);
 385
 386     av_free(cues->entries);
 387     av_free(cues);
 388     return currentpos;
 389 }
 390
 391 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 392 {
 393     uint8_t *header_start[3];
 394     int header_len[3];
 395     int first_header_size;
 396     int j;
 397
 398     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 399         first_header_size = 30;
 400     else
 401         first_header_size = 42;
 402
 403     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 404                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 405         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 406         return -1;
 407     }
 408
 409     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 410     for (j = 0; j < 2; j++) {
 411         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 412     }
 413     for (j = 0; j < 3; j++)
 414         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 415
 416     return 0;
 417 }
 418
 419 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE 34
 420
 421 static int put_flac_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 422 {
 423     // if the extradata_size is greater than FLAC_STREAMINFO_SIZE,
 424     // assume that it's in Matroska's format already
 425     if (codec->extradata_size < FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 426         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 427         return -1;
 428     } else if (codec->extradata_size == FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 429         // only the streaminfo packet
 430         put_byte(pb, 0);
 431         put_xiph_size(pb, codec->extradata_size);
 432         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only one packet\n");
 433     }
 434     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
 435     return 0;
 436 }
 437
 438 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 439 {
 440     static const int aac_sample_rates[] = {
 441         96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 442         24000, 22050, 16000, 12000, 11025,  8000,
 443     };
 444     int sri;
 445
 446     if (codec->extradata_size < 2) {
 447         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
 448         return;
 449     }
 450
 451     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 452     if (sri > 12) {
 453         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 454         return;
 455     }
 456     *sample_rate = aac_sample_rates[sri];
 457
 458     // if sbr, get output sample rate as well
 459     if (codec->extradata_size == 5) {
 460         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 461         if (sri > 12) {
 462             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 463             return;
 464         }
 465         *output_sample_rate = aac_sample_rates[sri];
 466     }
 467 }
 468
 469 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id)
 470 {
 471     ByteIOContext *dyn_cp;
 472     uint8_t *codecpriv;
 473     int ret, codecpriv_size;
 474
 475     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 476     if(ret < 0)
 477         return ret;
 478
 479     if (native_id) {
 480         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 481             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 482         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 483             ret = put_flac_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 484         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
 485             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 486         else if (codec->extradata_size)
 487             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 488     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 489         if (!codec->codec_tag)
 490             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 491         if (!codec->codec_tag) {
 492             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
 493             ret = -1;
 494         }
 495
 496         put_bmp_header(dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
 497
 498     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 499         if (!codec->codec_tag)
 500             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
 501         if (!codec->codec_tag) {
 502             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
 503             ret = -1;
 504         }
 505
 506         put_wav_header(dyn_cp, codec);
 507     }
 508
 509     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
 510     if (codecpriv_size)
 511         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 512     av_free(codecpriv);
 513     return ret;
 514 }
 515
 516 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 517 {
 518     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 519     ByteIOContext *pb = s->pb;
 520     ebml_master tracks;
 521     int i, j, ret;
 522
 523     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 524     if (ret < 0) return ret;
 525
 526     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 527     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 528         AVStream *st = s->streams[i];
 529         AVCodecContext *codec = st->codec;
 530         ebml_master subinfo, track;
 531         int native_id = 0;
 532         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 533         int sample_rate = codec->sample_rate;
 534         int output_sample_rate = 0;
 535
 536         if (!bit_depth)
 537             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 538
 539         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 540             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 541
 542         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 543         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 544         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 545         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 546
 547         if (st->language[0])
 548             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, st->language);
 549         else
 550             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, "und");
 551
 552         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
 553         // if none are found, use AVI codes
 554         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 555             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 556                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 557                 native_id = 1;
 558                 break;
 559             }
 560         }
 561
 562         switch (codec->codec_type) {
 563             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 564                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 565
 566                 if (!native_id)
 567                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
 568                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, MATROSKA_CODEC_ID_VIDEO_VFW_FOURCC);
 569
 570                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 571                 // XXX: interlace flag?
 572                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 573                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 574                 if (codec->sample_aspect_ratio.num) {
 575                     AVRational dar = av_mul_q(codec->sample_aspect_ratio,
 576                                     (AVRational){codec->width, codec->height});
 577                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , dar.num);
 578                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, dar.den);
 579                 }
 580                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 581                 break;
 582
 583             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 584                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 585
 586                 if (!native_id)
 587                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 588                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, MATROSKA_CODEC_ID_AUDIO_ACM);
 589
 590                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 591                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 592                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 593                 if (output_sample_rate)
 594                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 595                 if (bit_depth)
 596                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 597                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 598                 break;
 599
 600             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 601                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 602                 break;
 603             default:
 604                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 605                 break;
 606         }
 607         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id);
 608         if (ret < 0) return ret;
 609
 610         end_ebml_master(pb, track);
 611
 612         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 613         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 614     }
 615     end_ebml_master(pb, tracks);
 616     return 0;
 617 }
 618
 619 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 620 {
 621     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 622     ByteIOContext *pb = s->pb;
 623     ebml_master ebml_header, segment_info;
 624     int ret;
 625
 626     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 627     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 628
 629     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 630     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 631     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 632     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 633     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 634     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
 635     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 636     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 637     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 638
 639     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 640     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 641
 642     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 643     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 644     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 645     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 646     // currently defined level 1 element
 647     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 648     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 649     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
 650         return AVERROR(ENOMEM);
 651
 652     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
 653     if (ret < 0) return ret;
 654
 655     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 656     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 657     if (strlen(s->title))
 658         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, s->title);
 659     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 660         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 661         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 662
 663         // reserve space to write the segment UID later
 664         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 665         put_ebml_void(pb, 19);
 666     }
 667
 668     // reserve space for the duration
 669     mkv->duration = 0;
 670     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 671     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 672     end_ebml_master(pb, segment_info);
 673
 674     ret = mkv_write_tracks(s);
 675     if (ret < 0) return ret;
 676
 677     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 678     if (ret < 0) return ret;
 679
 680     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 681     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 682     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
 683     mkv->cluster_pts = 0;
 684
 685     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 686     if (mkv->cues == NULL)
 687         return AVERROR(ENOMEM);
 688
 689     return 0;
 690 }
 691
 692 static int mkv_block_size(AVPacket *pkt)
 693 {
 694     int size = 4;           // track num + timecode + flags
 695     return size + pkt->size;
 696 }
 697
 698 static int mkv_blockgroup_size(AVPacket *pkt)
 699 {
 700     int size = mkv_block_size(pkt);
 701     size += ebml_num_size(size);
 702     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 703     size += 8;              // max size of block duration
 704     size += ebml_num_size(size);
 705     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 706     return size;
 707 }
 708
 709 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 710 {
 711     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 712     ByteIOContext *pb = s->pb;
 713
 714     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 715            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 716            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 717     put_ebml_id(pb, blockid);
 718     put_ebml_num(pb, mkv_block_size(pkt), 0);
 719     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 720     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 721     put_byte(pb, flags);
 722     put_buffer(pb, pkt->data, pkt->size);
 723 }
 724
 725 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 726 {
 727     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 728     ByteIOContext *pb = s->pb;
 729     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 730     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 731     int ret;
 732
 733     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
 734     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 735         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 736                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
 737         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 738
 739         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 740         if (ret < 0) return ret;
 741
 742         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 743         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 744         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
 745         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
 746         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 747     }
 748
 749     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 &&
 750         codec->extradata_size > 0 && AV_RB32(codec->extradata) == 0x00000001) {
 751         /* from x264 or from bytestream h264 */
 752         /* nal reformating needed */
 753         int ret = ff_avc_parse_nal_units(pkt->data, &pkt->data, &pkt->size);
 754         if (ret < 0)
 755             return ret;
 756         assert(pkt->size);
 757     }
 758
 759     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 760         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 761     } else {
 762         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt));
 763         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 764         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_DURATION, pkt->duration);
 765         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 766     }
 767
 768     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 769         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
 770         if (ret < 0) return ret;
 771     }
 772
 773     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + pkt->duration);
 774     return 0;
 775 }
 776
 777 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 778 {
 779     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 780     ByteIOContext *pb = s->pb;
 781     offset_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 782     int ret;
 783
 784     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 785
 786     if (!url_is_streamed(pb)) {
 787         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 788         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 789
 790         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 791         if (ret < 0) return ret;
 792         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 793         if (ret < 0) return ret;
 794         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 795
 796         // update the duration
 797         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 798         currentpos = url_ftell(pb);
 799         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 800         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 801
 802         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 803         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 804             uint8_t segment_uid[16];
 805             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 806             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 807             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 808         }
 809         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 810     }
 811
 812     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 813     av_free(mkv->md5_ctx);
 814     return 0;
 815 }
 816
 817 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 818     "matroska",
 819     "Matroska File Format",
 820     "video/x-matroska",
 821     "mkv",
 822     sizeof(MatroskaMuxContext),
 823     CODEC_ID_MP2,
 824     CODEC_ID_MPEG4,
 825     mkv_write_header,
 826     mkv_write_packet,
 827     mkv_write_trailer,
 828     .codec_tag = (const AVCodecTag*[]){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
 829     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 830 };
 831
 832 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 833     "matroska",
 834     "Matroska File Format",
 835     "audio/x-matroska",
 836     "mka",
 837     sizeof(MatroskaMuxContext),
 838     CODEC_ID_MP2,
 839     CODEC_ID_NONE,
 840     mkv_write_header,
 841     mkv_write_packet,
 842     mkv_write_trailer,
 843     .codec_tag = (const AVCodecTag*[]){codec_wav_tags, 0},
 844 };