libavformat/matroskaenc.c

   1 /*
   2  * Matroska muxer
   3  * Copyright (c) 2007 David Conrad
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avformat.h"
  23 #include "riff.h"
  24 #include "isom.h"
  25 #include "matroska.h"
  26 #include "avc.h"
  27 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  28 #include "libavutil/md5.h"
  29 #include "libavcodec/xiph.h"
  30 #include "libavcodec/mpeg4audio.h"
  31 #include "libavcodec/flac.h"
  32
  33 typedef struct ebml_master {
  34     int64_t         pos;                ///< absolute offset in the file where the master's elements start
  35     int             sizebytes;          ///< how many bytes were reserved for the size
  36 } ebml_master;
  37
  38 typedef struct mkv_seekhead_entry {
  39     unsigned int    elementid;
  40     uint64_t        segmentpos;
  41 } mkv_seekhead_entry;
  42
  43 typedef struct mkv_seekhead {
  44     int64_t                 filepos;
  45     int64_t                 segment_offset;     ///< the file offset to the beginning of the segment
  46     int                     reserved_size;      ///< -1 if appending to file
  47     int                     max_entries;
  48     mkv_seekhead_entry      *entries;
  49     int                     num_entries;
  50 } mkv_seekhead;
  51
  52 typedef struct {
  53     uint64_t        pts;
  54     int             tracknum;
  55     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the cluster containing the block
  56 } mkv_cuepoint;
  57
  58 typedef struct {
  59     int64_t         segment_offset;
  60     mkv_cuepoint    *entries;
  61     int             num_entries;
  62 } mkv_cues;
  63
  64 typedef struct MatroskaMuxContext {
  65     ebml_master     segment;
  66     int64_t         segment_offset;
  67     int64_t         segment_uid;
  68     ebml_master     cluster;
  69     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
  70     uint64_t        cluster_pts;
  71     int64_t         duration_offset;
  72     uint64_t        duration;
  73     mkv_seekhead    *main_seekhead;
  74     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
  75     mkv_cues        *cues;
  76
  77     struct AVMD5    *md5_ctx;
  78 } MatroskaMuxContext;
  79
  80
  81 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
  82  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  83 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  84
  85 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  86  * 8-byte uint max */
  87 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  88
  89 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
  90 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
  91
  92
  93 static int ebml_id_size(unsigned int id)
  94 {
  95     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
  96 }
  97
  98 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
  99 {
 100     int i = ebml_id_size(id);
 101     while (i--)
 102         put_byte(pb, id >> (i*8));
 103 }
 104
 105 /**
 106  * Write an EBML size meaning "unknown size".
 107  *
 108  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
 109  */
 110 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 111 {
 112     assert(bytes <= 8);
 113     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 114     while (--bytes)
 115         put_byte(pb, 0xff);
 116 }
 117
 118 /**
 119  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
 120  */
 121 static int ebml_num_size(uint64_t num)
 122 {
 123     int bytes = 1;
 124     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
 125     return bytes;
 126 }
 127
 128 /**
 129  * Write a number in EBML variable length format.
 130  *
 131  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
 132  *              If zero, any number of bytes can be used.
 133  */
 134 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
 135 {
 136     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
 137
 138     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 139     assert(num < (1ULL<<56)-1);
 140
 141     if (bytes == 0)
 142         // don't care how many bytes are used, so use the min
 143         bytes = needed_bytes;
 144     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 145     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 146     assert(bytes >= needed_bytes);
 147
 148     num |= 1ULL << bytes*7;
 149     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 150         put_byte(pb, num >> i*8);
 151 }
 152
 153 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 154 {
 155     int i, bytes = 1;
 156     uint64_t tmp = val;
 157     while (tmp>>=8) bytes++;
 158
 159     put_ebml_id(pb, elementid);
 160     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
 161     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 162         put_byte(pb, val >> i*8);
 163 }
 164
 165 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 166 {
 167     put_ebml_id(pb, elementid);
 168     put_ebml_num(pb, 8, 0);
 169     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 170 }
 171
 172 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 173                             const uint8_t *buf, int size)
 174 {
 175     put_ebml_id(pb, elementid);
 176     put_ebml_num(pb, size, 0);
 177     put_buffer(pb, buf, size);
 178 }
 179
 180 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 181 {
 182     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 183 }
 184
 185 /**
 186  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 187  * the file to be written to later.
 188  *
 189  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 190  */
 191 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 192 {
 193     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
 194
 195     assert(size >= 2);
 196
 197     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 198     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 199     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 200     // size if possible, 1 byte otherwise
 201     if (size < 10)
 202         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
 203     else
 204         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
 205     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
 206         put_byte(pb, 0);
 207 }
 208
 209 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 210 {
 211     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
 212     put_ebml_id(pb, elementid);
 213     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 214     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 215 }
 216
 217 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 218 {
 219     int64_t pos = url_ftell(pb);
 220
 221     // leave the unknown size for masters when streaming
 222     if (url_is_streamed(pb))
 223         return;
 224
 225     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
 226     put_ebml_num(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
 240  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 241  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 242  * that size.
 243  *
 244  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 245  *                       where the segment begins.
 246  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
 247  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 248  */
 249 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
 250 {
 251     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 252     if (new_seekhead == NULL)
 253         return NULL;
 254
 255     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 256
 257     if (numelements > 0) {
 258         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 259         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 260         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 261         // will fit afterwards
 262         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
 263         new_seekhead->max_entries = numelements;
 264         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
 265     }
 266     return new_seekhead;
 267 }
 268
 269 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
 270 {
 271     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
 272
 273     // don't store more elements than we reserved space for
 274     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 275         return -1;
 276
 277     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 278     if (entries == NULL)
 279         return AVERROR(ENOMEM);
 280
 281     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 282     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 283
 284     seekhead->entries = entries;
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 /**
 289  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 290  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 291  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 292  * at the current location in the file.
 293  *
 294  * @return The file offset where the seekhead was written.
 295  */
 296 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 297 {
 298     ebml_master metaseek, seekentry;
 299     int64_t currentpos;
 300     int i;
 301
 302     currentpos = url_ftell(pb);
 303
 304     if (seekhead->reserved_size > 0)
 305         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
 306
 307     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 308     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 309         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 310
 311         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 312
 313         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 314         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 315         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 316
 317         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 318         end_ebml_master(pb, seekentry);
 319     }
 320     end_ebml_master(pb, metaseek);
 321
 322     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 323         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 324         put_ebml_void(pb, remaining);
 325         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 326
 327         currentpos = seekhead->filepos;
 328     }
 329     av_free(seekhead->entries);
 330     av_free(seekhead);
 331
 332     return currentpos;
 333 }
 334
 335 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
 336 {
 337     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 338     if (cues == NULL)
 339         return NULL;
 340
 341     cues->segment_offset = segment_offset;
 342     return cues;
 343 }
 344
 345 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, int64_t cluster_pos)
 346 {
 347     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 348
 349     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 350     if (entries == NULL)
 351         return AVERROR(ENOMEM);
 352
 353     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
 354     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
 355     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 356
 357     cues->entries = entries;
 358     return 0;
 359 }
 360
 361 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 362 {
 363     ebml_master cues_element;
 364     int64_t currentpos;
 365     int i, j;
 366
 367     currentpos = url_ftell(pb);
 368     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 369
 370     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 371         ebml_master cuepoint, track_positions;
 372         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 373         uint64_t pts = entry->pts;
 374
 375         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 376         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 377
 378         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 379         // timestamp into the same CuePoint
 380         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 381             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 382             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 383             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 384             end_ebml_master(pb, track_positions);
 385         }
 386         i += j - 1;
 387         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 388     }
 389     end_ebml_master(pb, cues_element);
 390
 391     av_free(cues->entries);
 392     av_free(cues);
 393     return currentpos;
 394 }
 395
 396 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 397 {
 398     uint8_t *header_start[3];
 399     int header_len[3];
 400     int first_header_size;
 401     int j;
 402
 403     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 404         first_header_size = 30;
 405     else
 406         first_header_size = 42;
 407
 408     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 409                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 410         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 411         return -1;
 412     }
 413
 414     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 415     for (j = 0; j < 2; j++) {
 416         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 417     }
 418     for (j = 0; j < 3; j++)
 419         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 420
 421     return 0;
 422 }
 423
 424 static int put_flac_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 425 {
 426     uint8_t *streaminfo;
 427     enum FLACExtradataFormat format;
 428
 429     if (!ff_flac_is_extradata_valid(codec, &format, &streaminfo)) {
 430         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 431         return -1;
 432     }
 433     if (format == FLAC_EXTRADATA_FORMAT_STREAMINFO) {
 434         // only the streaminfo packet
 435         put_buffer(pb, "fLaC", 4);
 436         put_byte(pb, 0x80);
 437         put_be24(pb, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 438     }
 439     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
 440     return 0;
 441 }
 442
 443 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 444 {
 445     int sri;
 446
 447     if (codec->extradata_size < 2) {
 448         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
 449         return;
 450     }
 451
 452     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 453     if (sri > 12) {
 454         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 455         return;
 456     }
 457     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 458
 459     // if sbr, get output sample rate as well
 460     if (codec->extradata_size == 5) {
 461         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 462         if (sri > 12) {
 463             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 464             return;
 465         }
 466         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 467     }
 468 }
 469
 470 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
 471 {
 472     ByteIOContext *dyn_cp;
 473     uint8_t *codecpriv;
 474     int ret, codecpriv_size;
 475
 476     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 477     if(ret < 0)
 478         return ret;
 479
 480     if (native_id) {
 481         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 482             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 483         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 484             ret = put_flac_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 485         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
 486             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 487         else if (codec->extradata_size)
 488             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 489     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 490         if (qt_id) {
 491             if (!codec->codec_tag)
 492                 codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
 493             if (codec->extradata_size)
 494                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 495         } else {
 496         if (!codec->codec_tag)
 497             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 498         if (!codec->codec_tag) {
 499             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
 500             ret = -1;
 501         }
 502
 503         put_bmp_header(dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
 504         }
 505
 506     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 507         if (!codec->codec_tag)
 508             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
 509         if (!codec->codec_tag) {
 510             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
 511             ret = -1;
 512         }
 513
 514         put_wav_header(dyn_cp, codec);
 515     }
 516
 517     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
 518     if (codecpriv_size)
 519         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 520     av_free(codecpriv);
 521     return ret;
 522 }
 523
 524 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 525 {
 526     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 527     ByteIOContext *pb = s->pb;
 528     ebml_master tracks;
 529     int i, j, ret;
 530
 531     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 532     if (ret < 0) return ret;
 533
 534     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 535     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 536         AVStream *st = s->streams[i];
 537         AVCodecContext *codec = st->codec;
 538         ebml_master subinfo, track;
 539         int native_id = 0;
 540         int qt_id = 0;
 541         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 542         int sample_rate = codec->sample_rate;
 543         int output_sample_rate = 0;
 544         AVMetadataTag *tag;
 545
 546         if (!bit_depth)
 547             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 548
 549         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 550             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 551
 552         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 553         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 554         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 555         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 556
 557         if ((tag = av_metadata_get(st->metadata, "description", NULL, 0)))
 558             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
 559         tag = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
 560         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
 561
 562         if (st->disposition)
 563             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
 564
 565         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
 566         // if none are found, use AVI codes
 567         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 568             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 569                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 570                 native_id = 1;
 571                 break;
 572             }
 573         }
 574
 575         switch (codec->codec_type) {
 576             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 577                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 578
 579                 if (!native_id &&
 580                       codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
 581                     (!codec_get_tag(codec_bmp_tags,      codec->codec_id)
 582                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
 583                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
 584                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
 585                     qt_id = 1;
 586
 587                 if (qt_id)
 588                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
 589                 else if (!native_id)
 590                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
 591                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
 592
 593                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 594                 // XXX: interlace flag?
 595                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 596                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 597                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
 598                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
 599                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
 600                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
 601                 }
 602                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 603                 break;
 604
 605             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 606                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 607
 608                 if (!native_id)
 609                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 610                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
 611
 612                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 613                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 614                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 615                 if (output_sample_rate)
 616                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 617                 if (bit_depth)
 618                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 619                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 620                 break;
 621
 622             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 623                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 624                 break;
 625             default:
 626                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 627                 break;
 628         }
 629         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
 630         if (ret < 0) return ret;
 631
 632         end_ebml_master(pb, track);
 633
 634         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 635         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 636     }
 637     end_ebml_master(pb, tracks);
 638     return 0;
 639 }
 640
 641 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 642 {
 643     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 644     ByteIOContext *pb = s->pb;
 645     ebml_master ebml_header, segment_info;
 646     AVMetadataTag *tag;
 647     int ret;
 648
 649     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 650     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 651
 652     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 653     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 654     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 655     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 656     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 657     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
 658     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 659     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 660     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 661
 662     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 663     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 664
 665     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 666     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 667     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 668     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 669     // currently defined level 1 element
 670     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 671     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 672     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
 673         return AVERROR(ENOMEM);
 674
 675     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
 676     if (ret < 0) return ret;
 677
 678     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 679     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 680     if ((tag = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
 681         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
 682     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 683         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 684         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 685
 686         // reserve space to write the segment UID later
 687         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 688         put_ebml_void(pb, 19);
 689     }
 690
 691     // reserve space for the duration
 692     mkv->duration = 0;
 693     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 694     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 695     end_ebml_master(pb, segment_info);
 696
 697     ret = mkv_write_tracks(s);
 698     if (ret < 0) return ret;
 699
 700     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 701     if (ret < 0) return ret;
 702
 703     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 704     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 705     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
 706     mkv->cluster_pts = 0;
 707
 708     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 709     if (mkv->cues == NULL)
 710         return AVERROR(ENOMEM);
 711
 712     put_flush_packet(pb);
 713     return 0;
 714 }
 715
 716 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
 717 {
 718     int size = pkt_size + 4;
 719     size += ebml_num_size(size);
 720     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 721     size += 8;              // max size of block duration
 722     size += ebml_num_size(size);
 723     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 724     return size;
 725 }
 726
 727 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
 728 {
 729     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
 730     uint64_t start, end;
 731
 732     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
 733                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
 734         return 0;
 735     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
 736     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
 737     return end - start;
 738 }
 739
 740 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 741 {
 742     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 743     ByteIOContext *pb = s->pb;
 744     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
 745     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
 746     ebml_master blockgroup;
 747     char buffer[2048];
 748
 749     while (data_size) {
 750         int duration = ass_get_duration(data);
 751         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
 752         end = memchr(data, '\n', data_size);
 753         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
 754         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
 755         start = data;
 756         for (i=0; i<3; i++, start++)
 757             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
 758                 return max_duration;
 759         size -= start - data;
 760         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
 761         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
 762                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
 763         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
 764         memcpy(buffer+i, start, size-i);
 765
 766         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 767                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
 768                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
 769         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
 770         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
 771         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
 772         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 773         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 774         put_byte(pb, 0);
 775         put_buffer(pb, buffer, size);
 776         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 777         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 778
 779         data += line_size;
 780         data_size -= line_size;
 781     }
 782
 783     return max_duration;
 784 }
 785
 786 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 787 {
 788     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 789     ByteIOContext *pb = s->pb;
 790     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 791     uint8_t *data = NULL;
 792     int size = pkt->size;
 793
 794     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 795            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 796            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 797     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
 798         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
 799         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
 800     else
 801         data = pkt->data;
 802     put_ebml_id(pb, blockid);
 803     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
 804     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 805     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 806     put_byte(pb, flags);
 807     put_buffer(pb, data, size);
 808     if (data != pkt->data)
 809         av_free(data);
 810 }
 811
 812 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 813 {
 814     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 815     ByteIOContext *pb = s->pb;
 816     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 817     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 818     int duration = pkt->duration;
 819     int ret;
 820
 821     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
 822     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 823         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 824                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
 825         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 826
 827         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 828         if (ret < 0) return ret;
 829
 830         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 831         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 832         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
 833         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
 834         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 835     }
 836
 837     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 838         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 839     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
 840         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pkt);
 841     } else {
 842         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
 843         duration = pkt->convergence_duration;
 844         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 845         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 846         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 847     }
 848
 849     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 850         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
 851         if (ret < 0) return ret;
 852     }
 853
 854     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + duration);
 855     return 0;
 856 }
 857
 858 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 859 {
 860     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 861     ByteIOContext *pb = s->pb;
 862     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 863     int ret;
 864
 865     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 866
 867     if (!url_is_streamed(pb)) {
 868         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 869         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 870
 871         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 872         if (ret < 0) return ret;
 873         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 874         if (ret < 0) return ret;
 875         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 876
 877         // update the duration
 878         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 879         currentpos = url_ftell(pb);
 880         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 881         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 882
 883         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 884         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 885             uint8_t segment_uid[16];
 886             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 887             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 888             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 889         }
 890         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 891     }
 892
 893     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 894     av_free(mkv->md5_ctx);
 895     put_flush_packet(pb);
 896     return 0;
 897 }
 898
 899 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 900     "matroska",
 901     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 902     "video/x-matroska",
 903     "mkv",
 904     sizeof(MatroskaMuxContext),
 905     CODEC_ID_MP2,
 906     CODEC_ID_MPEG4,
 907     mkv_write_header,
 908     mkv_write_packet,
 909     mkv_write_trailer,
 910     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
 911     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
 912     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 913 };
 914
 915 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 916     "matroska",
 917     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 918     "audio/x-matroska",
 919     "mka",
 920     sizeof(MatroskaMuxContext),
 921     CODEC_ID_MP2,
 922     CODEC_ID_NONE,
 923     mkv_write_header,
 924     mkv_write_packet,
 925     mkv_write_trailer,
 926     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
 927     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_wav_tags, 0},
 928 };