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
  32 typedef struct ebml_master {
  33     int64_t         pos;                ///< absolute offset in the file where the master's elements start
  34     int             sizebytes;          ///< how many bytes were reserved for the size
  35 } ebml_master;
  36
  37 typedef struct mkv_seekhead_entry {
  38     unsigned int    elementid;
  39     uint64_t        segmentpos;
  40 } mkv_seekhead_entry;
  41
  42 typedef struct mkv_seekhead {
  43     int64_t                 filepos;
  44     int64_t                 segment_offset;     ///< the file offset to the beginning of the segment
  45     int                     reserved_size;      ///< -1 if appending to file
  46     int                     max_entries;
  47     mkv_seekhead_entry      *entries;
  48     int                     num_entries;
  49 } mkv_seekhead;
  50
  51 typedef struct {
  52     uint64_t        pts;
  53     int             tracknum;
  54     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the cluster containing the block
  55 } mkv_cuepoint;
  56
  57 typedef struct {
  58     int64_t         segment_offset;
  59     mkv_cuepoint    *entries;
  60     int             num_entries;
  61 } mkv_cues;
  62
  63 typedef struct MatroskaMuxContext {
  64     ebml_master     segment;
  65     int64_t         segment_offset;
  66     int64_t         segment_uid;
  67     ebml_master     cluster;
  68     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
  69     uint64_t        cluster_pts;
  70     int64_t         duration_offset;
  71     uint64_t        duration;
  72     mkv_seekhead    *main_seekhead;
  73     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
  74     mkv_cues        *cues;
  75
  76     struct AVMD5    *md5_ctx;
  77 } MatroskaMuxContext;
  78
  79
  80 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
  81  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  82 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  83
  84 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  85  * 8-byte uint max */
  86 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  87
  88 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
  89 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
  90
  91
  92 static int ebml_id_size(unsigned int id)
  93 {
  94     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
  95 }
  96
  97 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
  98 {
  99     int i = ebml_id_size(id);
 100     while (i--)
 101         put_byte(pb, id >> (i*8));
 102 }
 103
 104 /**
 105  * Write an EBML size meaning "unknown size".
 106  *
 107  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
 108  */
 109 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 110 {
 111     assert(bytes <= 8);
 112     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 113     while (--bytes)
 114         put_byte(pb, 0xff);
 115 }
 116
 117 /**
 118  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
 119  */
 120 static int ebml_num_size(uint64_t num)
 121 {
 122     int bytes = 1;
 123     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
 124     return bytes;
 125 }
 126
 127 /**
 128  * Write a number in EBML variable length format.
 129  *
 130  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
 131  *              If zero, any number of bytes can be used.
 132  */
 133 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
 134 {
 135     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
 136
 137     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 138     assert(num < (1ULL<<56)-1);
 139
 140     if (bytes == 0)
 141         // don't care how many bytes are used, so use the min
 142         bytes = needed_bytes;
 143     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 144     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 145     assert(bytes >= needed_bytes);
 146
 147     num |= 1ULL << bytes*7;
 148     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 149         put_byte(pb, num >> i*8);
 150 }
 151
 152 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 153 {
 154     int i, bytes = 1;
 155     uint64_t tmp = val;
 156     while (tmp>>=8) bytes++;
 157
 158     put_ebml_id(pb, elementid);
 159     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
 160     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 161         put_byte(pb, val >> i*8);
 162 }
 163
 164 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 165 {
 166     put_ebml_id(pb, elementid);
 167     put_ebml_num(pb, 8, 0);
 168     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 169 }
 170
 171 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 172                             const uint8_t *buf, int size)
 173 {
 174     put_ebml_id(pb, elementid);
 175     put_ebml_num(pb, size, 0);
 176     put_buffer(pb, buf, size);
 177 }
 178
 179 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 180 {
 181     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 186  * the file to be written to later.
 187  *
 188  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 189  */
 190 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 191 {
 192     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
 193
 194     assert(size >= 2);
 195
 196     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 197     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 198     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 199     // size if possible, 1 byte otherwise
 200     if (size < 10)
 201         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
 202     else
 203         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
 204     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
 205         put_byte(pb, 0);
 206 }
 207
 208 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 209 {
 210     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
 211     put_ebml_id(pb, elementid);
 212     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 213     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 214 }
 215
 216 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 217 {
 218     int64_t pos = url_ftell(pb);
 219
 220     // leave the unknown size for masters when streaming
 221     if (url_is_streamed(pb))
 222         return;
 223
 224     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
 225     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
 226     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 227 }
 228
 229 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
 230 {
 231     int i;
 232     for (i = 0; i < size / 255; i++)
 233         put_byte(pb, 255);
 234     put_byte(pb, size % 255);
 235 }
 236
 237 /**
 238  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
 239  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 240  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 241  * that size.
 242  *
 243  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 244  *                       where the segment begins.
 245  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
 246  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 247  */
 248 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
 249 {
 250     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 251     if (new_seekhead == NULL)
 252         return NULL;
 253
 254     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 255
 256     if (numelements > 0) {
 257         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 258         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 259         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 260         // will fit afterwards
 261         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
 262         new_seekhead->max_entries = numelements;
 263         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
 264     }
 265     return new_seekhead;
 266 }
 267
 268 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
 269 {
 270     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
 271
 272     // don't store more elements than we reserved space for
 273     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 274         return -1;
 275
 276     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 277     if (entries == NULL)
 278         return AVERROR(ENOMEM);
 279
 280     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 281     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 282
 283     seekhead->entries = entries;
 284     return 0;
 285 }
 286
 287 /**
 288  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 289  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 290  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 291  * at the current location in the file.
 292  *
 293  * @return The file offset where the seekhead was written.
 294  */
 295 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 296 {
 297     ebml_master metaseek, seekentry;
 298     int64_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_num(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(int64_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, int64_t cluster_pos)
 345 {
 346     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 347
 348     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 349     if (entries == NULL)
 350         return AVERROR(ENOMEM);
 351
 352     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
 353     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
 354     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 355
 356     cues->entries = entries;
 357     return 0;
 358 }
 359
 360 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 361 {
 362     ebml_master cues_element;
 363     int64_t currentpos;
 364     int i, j;
 365
 366     currentpos = url_ftell(pb);
 367     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 368
 369     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 370         ebml_master cuepoint, track_positions;
 371         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 372         uint64_t pts = entry->pts;
 373
 374         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 375         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 376
 377         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 378         // timestamp into the same CuePoint
 379         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 380             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 381             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 382             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 383             end_ebml_master(pb, track_positions);
 384         }
 385         i += j - 1;
 386         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 387     }
 388     end_ebml_master(pb, cues_element);
 389
 390     av_free(cues->entries);
 391     av_free(cues);
 392     return currentpos;
 393 }
 394
 395 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 396 {
 397     uint8_t *header_start[3];
 398     int header_len[3];
 399     int first_header_size;
 400     int j;
 401
 402     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 403         first_header_size = 30;
 404     else
 405         first_header_size = 42;
 406
 407     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 408                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 409         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 410         return -1;
 411     }
 412
 413     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 414     for (j = 0; j < 2; j++) {
 415         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 416     }
 417     for (j = 0; j < 3; j++)
 418         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 419
 420     return 0;
 421 }
 422
 423 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE 34
 424
 425 static int put_flac_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 426 {
 427     // if the extradata_size is greater than FLAC_STREAMINFO_SIZE,
 428     // assume that it's in Matroska format already
 429     if (codec->extradata_size < FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 430         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 431         return -1;
 432     } else if (codec->extradata_size == FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 433         // only the streaminfo packet
 434         put_buffer(pb, "fLaC", 4);
 435         put_byte(pb, 0x80);
 436         put_be24(pb, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
 437     } else if(memcmp("fLaC", codec->extradata, 4)) {
 438         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 439         return -1;
 440     }
 441     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
 442     return 0;
 443 }
 444
 445 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 446 {
 447     int sri;
 448
 449     if (codec->extradata_size < 2) {
 450         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
 451         return;
 452     }
 453
 454     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 455     if (sri > 12) {
 456         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 457         return;
 458     }
 459     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 460
 461     // if sbr, get output sample rate as well
 462     if (codec->extradata_size == 5) {
 463         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 464         if (sri > 12) {
 465             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 466             return;
 467         }
 468         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 469     }
 470 }
 471
 472 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
 473 {
 474     ByteIOContext *dyn_cp;
 475     uint8_t *codecpriv;
 476     int ret, codecpriv_size;
 477
 478     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 479     if(ret < 0)
 480         return ret;
 481
 482     if (native_id) {
 483         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 484             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 485         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 486             ret = put_flac_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 487         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
 488             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 489         else if (codec->extradata_size)
 490             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 491     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 492         if (qt_id) {
 493             if (!codec->codec_tag)
 494                 codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
 495             if (codec->extradata_size)
 496                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 497         } else {
 498         if (!codec->codec_tag)
 499             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 500         if (!codec->codec_tag) {
 501             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
 502             ret = -1;
 503         }
 504
 505         put_bmp_header(dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
 506         }
 507
 508     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 509         if (!codec->codec_tag)
 510             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
 511         if (!codec->codec_tag) {
 512             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
 513             ret = -1;
 514         }
 515
 516         put_wav_header(dyn_cp, codec);
 517     }
 518
 519     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
 520     if (codecpriv_size)
 521         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 522     av_free(codecpriv);
 523     return ret;
 524 }
 525
 526 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 527 {
 528     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 529     ByteIOContext *pb = s->pb;
 530     ebml_master tracks;
 531     int i, j, ret;
 532
 533     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 534     if (ret < 0) return ret;
 535
 536     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 537     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 538         AVStream *st = s->streams[i];
 539         AVCodecContext *codec = st->codec;
 540         ebml_master subinfo, track;
 541         int native_id = 0;
 542         int qt_id = 0;
 543         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 544         int sample_rate = codec->sample_rate;
 545         int output_sample_rate = 0;
 546
 547         if (!bit_depth)
 548             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 549
 550         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 551             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 552
 553         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 554         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 555         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 556         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 557
 558         if (st->language[0])
 559             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, st->language);
 560         else
 561             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, "und");
 562
 563         if (st->disposition)
 564             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
 565
 566         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
 567         // if none are found, use AVI codes
 568         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 569             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 570                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 571                 native_id = 1;
 572                 break;
 573             }
 574         }
 575
 576         switch (codec->codec_type) {
 577             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 578                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 579
 580                 if (!native_id &&
 581                       codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
 582                     (!codec_get_tag(codec_bmp_tags,      codec->codec_id)
 583                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
 584                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
 585                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
 586                     qt_id = 1;
 587
 588                 if (qt_id)
 589                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
 590                 else if (!native_id)
 591                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
 592                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
 593
 594                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 595                 // XXX: interlace flag?
 596                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 597                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 598                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
 599                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
 600                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
 601                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
 602                 }
 603                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 604                 break;
 605
 606             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 607                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 608
 609                 if (!native_id)
 610                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 611                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
 612
 613                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 614                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 615                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 616                 if (output_sample_rate)
 617                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 618                 if (bit_depth)
 619                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 620                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 621                 break;
 622
 623             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 624                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 625                 break;
 626             default:
 627                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 628                 break;
 629         }
 630         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
 631         if (ret < 0) return ret;
 632
 633         end_ebml_master(pb, track);
 634
 635         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 636         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 637     }
 638     end_ebml_master(pb, tracks);
 639     return 0;
 640 }
 641
 642 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 643 {
 644     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 645     ByteIOContext *pb = s->pb;
 646     ebml_master ebml_header, segment_info;
 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 (strlen(s->title))
 681         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, s->title);
 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
 792     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 793            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 794            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 795     put_ebml_id(pb, blockid);
 796     put_ebml_num(pb, pkt->size+4, 0);
 797     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 798     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 799     put_byte(pb, flags);
 800     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 &&
 801         codec->extradata_size > 0 && AV_RB32(codec->extradata) == 0x00000001) {
 802         /* from x264 or from bytestream h264 */
 803         /* nal reformating needed */
 804         ff_avc_parse_nal_units(pb, pkt->data, pkt->size);
 805     } else {
 806         put_buffer(pb, pkt->data, pkt->size);
 807     }
 808 }
 809
 810 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 811 {
 812     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 813     ByteIOContext *pb = s->pb;
 814     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 815     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 816     int duration = pkt->duration;
 817     int ret;
 818
 819     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
 820     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 821         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 822                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
 823         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 824
 825         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 826         if (ret < 0) return ret;
 827
 828         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 829         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 830         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
 831         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
 832         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 833     }
 834
 835     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 836         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 837     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
 838         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pkt);
 839     } else {
 840         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
 841         duration = pkt->convergence_duration;
 842         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 843         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 844         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 845     }
 846
 847     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 848         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
 849         if (ret < 0) return ret;
 850     }
 851
 852     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + duration);
 853     return 0;
 854 }
 855
 856 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 857 {
 858     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 859     ByteIOContext *pb = s->pb;
 860     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 861     int ret;
 862
 863     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 864
 865     if (!url_is_streamed(pb)) {
 866         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 867         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 868
 869         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 870         if (ret < 0) return ret;
 871         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 872         if (ret < 0) return ret;
 873         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 874
 875         // update the duration
 876         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 877         currentpos = url_ftell(pb);
 878         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 879         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 880
 881         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 882         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 883             uint8_t segment_uid[16];
 884             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 885             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 886             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 887         }
 888         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 889     }
 890
 891     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 892     av_free(mkv->md5_ctx);
 893     put_flush_packet(pb);
 894     return 0;
 895 }
 896
 897 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 898     "matroska",
 899     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 900     "video/x-matroska",
 901     "mkv",
 902     sizeof(MatroskaMuxContext),
 903     CODEC_ID_MP2,
 904     CODEC_ID_MPEG4,
 905     mkv_write_header,
 906     mkv_write_packet,
 907     mkv_write_trailer,
 908     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
 909     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
 910     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 911 };
 912
 913 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 914     "matroska",
 915     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 916     "audio/x-matroska",
 917     "mka",
 918     sizeof(MatroskaMuxContext),
 919     CODEC_ID_MP2,
 920     CODEC_ID_NONE,
 921     mkv_write_header,
 922     mkv_write_packet,
 923     mkv_write_trailer,
 924     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
 925     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_wav_tags, 0},
 926 };