libavformat/matroskaenc.c

   1 /*
   2  * Matroska muxer
   3  * Copyright (c) 2007 David Conrad
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avformat.h"
  23 #include "md5.h"
  24 #include "riff.h"
  25 #include "xiph.h"
  26 #include "matroska.h"
  27
  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
  77  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  78 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  79
  80 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  81  * 8-byte uint max */
  82 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  83
  84 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
  85 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
  86
  87
  88 static int ebml_id_size(unsigned int id)
  89 {
  90     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
  91 }
  92
  93 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
  94 {
  95     int i = ebml_id_size(id);
  96     while (i--)
  97         put_byte(pb, id >> (i*8));
  98 }
  99
 100 /**
 101  * Write an EBML size meaning "unknown size"
 102  *
 103  * @param bytes The number of bytes the size should occupy. Maximum of 8.
 104  */
 105 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 106 {
 107     assert(bytes <= 8);
 108     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 109     while (--bytes)
 110         put_byte(pb, 0xff);
 111 }
 112
 113 /**
 114  * Calculate how many bytes are needed to represent a given size in EBML.
 115  */
 116 static int ebml_size_bytes(uint64_t size)
 117 {
 118     int bytes = 1;
 119     while ((size+1) >> bytes*7) bytes++;
 120     return bytes;
 121 }
 122
 123 /**
 124  * Write a size in EBML variable length format.
 125  *
 126  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the size.
 127  *              If zero, any number of bytes can be used.
 128  */
 129 static void put_ebml_size(ByteIOContext *pb, uint64_t size, int bytes)
 130 {
 131     int i, needed_bytes = ebml_size_bytes(size);
 132
 133     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 134     // so write "unknown" size
 135     if (size >= (1ULL<<56)-1) {
 136         put_ebml_size_unknown(pb, 1);
 137         return;
 138     }
 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     size |= 1ULL << bytes*7;
 148     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 149         put_byte(pb, size >> 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     while (val >> bytes*8) bytes++;
 156
 157     put_ebml_id(pb, elementid);
 158     put_ebml_size(pb, bytes, 0);
 159     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 160         put_byte(pb, val >> i*8);
 161 }
 162
 163 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 164 {
 165     put_ebml_id(pb, elementid);
 166     put_ebml_size(pb, 8, 0);
 167     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 168 }
 169
 170 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 171                             const uint8_t *buf, int size)
 172 {
 173     put_ebml_id(pb, elementid);
 174     put_ebml_size(pb, size, 0);
 175     put_buffer(pb, buf, size);
 176 }
 177
 178 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 179 {
 180     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 181 }
 182
 183 /**
 184  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 185  * the file to be written to later.
 186  *
 187  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 188  */
 189 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 190 {
 191     offset_t currentpos = url_ftell(pb);
 192
 193     assert(size >= 2);
 194
 195     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 196     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 197     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 198     // size if possible, 1 byte otherwise
 199     if (size < 10)
 200         put_ebml_size(pb, size-1, 0);
 201     else
 202         put_ebml_size(pb, size-9, 8);
 203     url_fseek(pb, currentpos + size, SEEK_SET);
 204 }
 205
 206 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 207 {
 208     int bytes = expectedsize ? ebml_size_bytes(expectedsize) : 8;
 209     put_ebml_id(pb, elementid);
 210     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 211     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 212 }
 213
 214 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 215 {
 216     offset_t pos = url_ftell(pb);
 217
 218     // leave the unknown size for masters when streaming
 219     if (url_is_streamed(pb))
 220         return;
 221
 222     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
 223     put_ebml_size(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
 224     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 225 }
 226
 227 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
 228 {
 229     int i;
 230     for (i = 0; i < size / 255; i++)
 231         put_byte(pb, 255);
 232     put_byte(pb, size % 255);
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
 237  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 238  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 239  * that size.
 240  *
 241  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 242  *                       where the segment begins
 243  * @param numelements the maximum number of elements that will be indexed
 244  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 245  */
 246 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, offset_t segment_offset, int numelements)
 247 {
 248     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 249     if (new_seekhead == NULL)
 250         return NULL;
 251
 252     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 253
 254     if (numelements > 0) {
 255         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 256         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 257         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 258         // 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
 270     // don't store more elements than we reserved space for
 271     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 272         return -1;
 273
 274     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 275     if (entries == NULL)
 276         return AVERROR(ENOMEM);
 277
 278     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 279     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 280
 281     seekhead->entries = entries;
 282     return 0;
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 287  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 288  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 289  * at the current location in the file.
 290  *
 291  * @return the file offset where the seekhead was written
 292  */
 293 static offset_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 294 {
 295     ebml_master metaseek, seekentry;
 296     offset_t currentpos;
 297     int i;
 298
 299     currentpos = url_ftell(pb);
 300
 301     if (seekhead->reserved_size > 0)
 302         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
 303
 304     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 305     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 306         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 307
 308         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 309
 310         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 311         put_ebml_size(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 312         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 313
 314         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 315         end_ebml_master(pb, seekentry);
 316     }
 317     end_ebml_master(pb, metaseek);
 318
 319     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 320         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 321         put_ebml_void(pb, remaining);
 322         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 323
 324         currentpos = seekhead->filepos;
 325     }
 326     av_free(seekhead->entries);
 327     av_free(seekhead);
 328
 329     return currentpos;
 330 }
 331
 332 static mkv_cues * mkv_start_cues(offset_t segment_offset)
 333 {
 334     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 335     if (cues == NULL)
 336         return NULL;
 337
 338     cues->segment_offset = segment_offset;
 339     return cues;
 340 }
 341
 342 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, offset_t cluster_pos)
 343 {
 344     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 345
 346     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 347     if (entries == NULL)
 348         return AVERROR(ENOMEM);
 349
 350     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
 351     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
 352     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 353
 354     cues->entries = entries;
 355     return 0;
 356 }
 357
 358 static offset_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 359 {
 360     ebml_master cues_element;
 361     offset_t currentpos;
 362     int i, j;
 363
 364     currentpos = url_ftell(pb);
 365     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 366
 367     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 368         ebml_master cuepoint, track_positions;
 369         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 370         uint64_t pts = entry->pts;
 371
 372         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 373         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 374
 375         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 376         // timestamp into the same CuePoint
 377         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 378             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 379             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 380             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 381             end_ebml_master(pb, track_positions);
 382         }
 383         i += j - 1;
 384         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 385     }
 386     end_ebml_master(pb, cues_element);
 387
 388     av_free(cues->entries);
 389     av_free(cues);
 390     return currentpos;
 391 }
 392
 393 static int put_xiph_codecpriv(ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 394 {
 395     uint8_t *header_start[3];
 396     int header_len[3];
 397     int first_header_size;
 398     int j;
 399
 400     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 401         first_header_size = 30;
 402     else
 403         first_header_size = 42;
 404
 405     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 406                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 407         av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 408         return -1;
 409     }
 410
 411     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 412     for (j = 0; j < 2; j++) {
 413         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 414     }
 415     for (j = 0; j < 3; j++)
 416         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 417
 418     return 0;
 419 }
 420
 421 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE 34
 422
 423 static int put_flac_codecpriv(ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 424 {
 425     // if the extradata_size is greater than FLAC_STREAMINFO_SIZE,
 426     // assume that it's in Matroska's format already
 427     if (codec->extradata_size < FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 428         av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 429         return -1;
 430     } else if (codec->extradata_size == FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 431         // only the streaminfo packet
 432         put_byte(pb, 0);
 433         put_xiph_size(pb, codec->extradata_size);
 434         av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Only one packet\n");
 435     }
 436     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
 437     return 0;
 438 }
 439
 440 static void get_aac_sample_rates(AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 441 {
 442     static const int aac_sample_rates[] = {
 443         96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 444         24000, 22050, 16000, 12000, 11025,  8000,
 445     };
 446     int sri;
 447
 448     if (codec->extradata_size < 2) {
 449         av_log(codec, AV_LOG_WARNING, "no AAC extradata, unable to determine samplerate\n");
 450         return;
 451     }
 452
 453     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 454     if (sri > 12) {
 455         av_log(codec, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 456         return;
 457     }
 458     *sample_rate = aac_sample_rates[sri];
 459
 460     // if sbr, get output sample rate as well
 461     if (codec->extradata_size == 5) {
 462         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 463         if (sri > 12) {
 464             av_log(codec, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 465             return;
 466         }
 467         *output_sample_rate = aac_sample_rates[sri];
 468     }
 469 }
 470
 471 static int mkv_write_codecprivate(ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id)
 472 {
 473     ByteIOContext dyn_cp;
 474     uint8_t *codecpriv;
 475     int ret = 0, codecpriv_size;
 476
 477     url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 478
 479     if (native_id) {
 480         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 481             ret = put_xiph_codecpriv(&dyn_cp, codec);
 482         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 483             ret = put_flac_codecpriv(&dyn_cp, codec);
 484         else if (codec->extradata_size)
 485             put_buffer(&dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 486     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 487         if (!codec->codec_tag)
 488             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 489         if (!codec->codec_tag) {
 490             av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "no bmp codec id found");
 491             ret = -1;
 492         }
 493
 494         put_bmp_header(&dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
 495
 496     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 497         if (!codec->codec_tag)
 498             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
 499         if (!codec->codec_tag) {
 500             av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "no wav codec id found");
 501             ret = -1;
 502         }
 503
 504         put_wav_header(&dyn_cp, codec);
 505     }
 506
 507     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(&dyn_cp, &codecpriv);
 508     if (codecpriv_size)
 509         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 510     av_free(codecpriv);
 511     return ret;
 512 }
 513
 514 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 515 {
 516     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 517     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 518     ebml_master tracks;
 519     int i, j, ret;
 520
 521     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 522     if (ret < 0) return ret;
 523
 524     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 525     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 526         AVStream *st = s->streams[i];
 527         AVCodecContext *codec = st->codec;
 528         ebml_master subinfo, track;
 529         int native_id = 0;
 530         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 531         int sample_rate = codec->sample_rate;
 532         int output_sample_rate = 0;
 533
 534         if (!bit_depth)
 535             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 536
 537         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 538             get_aac_sample_rates(codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 539
 540         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 541         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 542         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 543         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 544
 545         if (st->language[0])
 546             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, st->language);
 547         else
 548             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, "und");
 549
 550         // look for a codec id string specific to mkv to use,
 551         // if none are found, use AVI codes
 552         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 553             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 554                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 555                 native_id = 1;
 556                 break;
 557             }
 558         }
 559
 560         switch (codec->codec_type) {
 561             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 562                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 563
 564                 if (!native_id)
 565                     // if there is no mkv-specific codec id, use VFW mode
 566                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, MATROSKA_CODEC_ID_VIDEO_VFW_FOURCC);
 567
 568                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 569                 // XXX: interlace flag?
 570                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 571                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 572                 if (codec->sample_aspect_ratio.num) {
 573                     AVRational dar = av_mul_q(codec->sample_aspect_ratio,
 574                                     (AVRational){codec->width, codec->height});
 575                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , dar.num);
 576                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, dar.den);
 577                 }
 578                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 579                 break;
 580
 581             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 582                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 583
 584                 if (!native_id)
 585                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 586                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, MATROSKA_CODEC_ID_AUDIO_ACM);
 587
 588                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 589                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 590                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 591                 if (output_sample_rate)
 592                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 593                 if (bit_depth)
 594                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 595                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 596                 break;
 597
 598             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 599                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 600                 break;
 601             default:
 602                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 603                 break;
 604         }
 605         ret = mkv_write_codecprivate(pb, codec, native_id);
 606         if (ret < 0) return ret;
 607
 608         end_ebml_master(pb, track);
 609
 610         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 611         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 612     }
 613     end_ebml_master(pb, tracks);
 614     return 0;
 615 }
 616
 617 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 618 {
 619     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 620     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 621     ebml_master ebml_header, segment_info;
 622     int ret;
 623
 624     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 625     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 626
 627     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 628     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 629     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 630     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 631     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 632     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
 633     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 634     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 635     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 636
 637     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 638     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 639
 640     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 641     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 642     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 643     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 644     // currently defined level 1 element
 645     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 646     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 647     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
 648         return AVERROR(ENOMEM);
 649
 650     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
 651     if (ret < 0) return ret;
 652
 653     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 654     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 655     if (strlen(s->title))
 656         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, s->title);
 657     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 658         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 659         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 660
 661         // reserve space to write the segment UID later
 662         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 663         put_ebml_void(pb, 19);
 664     }
 665
 666     // reserve space for the duration
 667     mkv->duration = 0;
 668     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 669     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 670     end_ebml_master(pb, segment_info);
 671
 672     ret = mkv_write_tracks(s);
 673     if (ret < 0) return ret;
 674
 675     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 676     if (ret < 0) return ret;
 677
 678     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 679     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 680     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
 681     mkv->cluster_pts = 0;
 682
 683     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 684     if (mkv->cues == NULL)
 685         return AVERROR(ENOMEM);
 686
 687     return 0;
 688 }
 689
 690 static int mkv_block_size(AVPacket *pkt)
 691 {
 692     int size = 4;           // track num + timecode + flags
 693     return size + pkt->size;
 694 }
 695
 696 static int mkv_blockgroup_size(AVPacket *pkt)
 697 {
 698     int size = mkv_block_size(pkt);
 699     size += ebml_size_bytes(size);
 700     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 701     size += 8;              // max size of block duration
 702     size += ebml_size_bytes(size);
 703     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 704     return size;
 705 }
 706
 707 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 708 {
 709     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 710     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 711
 712     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 713            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 714            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 715     put_ebml_id(pb, blockid);
 716     put_ebml_size(pb, mkv_block_size(pkt), 0);
 717     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 718     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 719     put_byte(pb, flags);
 720     put_buffer(pb, pkt->data, pkt->size);
 721 }
 722
 723 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 724 {
 725     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 726     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 727     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 728     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 729     int ret;
 730
 731     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
 732     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 733         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 734                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
 735         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 736
 737         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 738         if (ret < 0) return ret;
 739
 740         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 741         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 742         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
 743         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
 744         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 745     }
 746
 747     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 748         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 749     } else {
 750         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt));
 751         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 752         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_DURATION, pkt->duration);
 753         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 754     }
 755
 756     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 757         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
 758         if (ret < 0) return ret;
 759     }
 760
 761     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + pkt->duration);
 762     return 0;
 763 }
 764
 765 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 766 {
 767     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 768     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 769     offset_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 770     int ret;
 771
 772     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 773
 774     if (!url_is_streamed(pb)) {
 775         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 776         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 777
 778         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 779         if (ret < 0) return ret;
 780         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 781         if (ret < 0) return ret;
 782         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 783
 784         // update the duration
 785         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 786         currentpos = url_ftell(pb);
 787         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 788         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 789
 790         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 791         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 792             uint8_t segment_uid[16];
 793             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 794             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 795             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 796         }
 797         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 798     }
 799
 800     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 801     av_free(mkv->md5_ctx);
 802     return 0;
 803 }
 804
 805 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 806     "matroska",
 807     "Matroska File Format",
 808     "video/x-matroska",
 809     "mkv",
 810     sizeof(MatroskaMuxContext),
 811     CODEC_ID_MP2,
 812     CODEC_ID_MPEG4,
 813     mkv_write_header,
 814     mkv_write_packet,
 815     mkv_write_trailer,
 816     .codec_tag = (const AVCodecTag*[]){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
 817     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 818 };
 819
 820 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 821     "matroska",
 822     "Matroska File Format",
 823     "audio/x-matroska",
 824     "mka",
 825     sizeof(MatroskaMuxContext),
 826     CODEC_ID_MP2,
 827     CODEC_ID_NONE,
 828     mkv_write_header,
 829     mkv_write_packet,
 830     mkv_write_trailer,
 831     .codec_tag = (const AVCodecTag*[]){codec_wav_tags, 0},
 832 };