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