libavformat/matroskaenc.c

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