git.sesse.net Git - x264/blob - output/matroska_ebml.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * matroska_ebml.c: matroska muxer utilities
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2005-2013 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Mike Matsnev <mike@haali.su>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  21  *
  22  * This program is also available under a commercial proprietary license.
  23  * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  24  *****************************************************************************/
  25
  26 #include "output.h"
  27 #include "matroska_ebml.h"
  28
  29 #define CLSIZE 1048576
  30 #define CHECK(x)\
  31 do {\
  32     if( (x) < 0 )\
  33         return -1;\
  34 } while( 0 )
  35
  36 struct mk_context
  37 {
  38     struct mk_context *next, **prev, *parent;
  39     mk_writer *owner;
  40     unsigned id;
  41
  42     void *data;
  43     unsigned d_cur, d_max;
  44 };
  45
  46 typedef struct mk_context mk_context;
  47
  48 struct mk_writer
  49 {
  50     FILE *fp;
  51
  52     unsigned duration_ptr;
  53
  54     mk_context *root, *cluster, *frame;
  55     mk_context *freelist;
  56     mk_context *actlist;
  57
  58     int64_t def_duration;
  59     int64_t timescale;
  60     int64_t cluster_tc_scaled;
  61     int64_t frame_tc, max_frame_tc;
  62
  63     char wrote_header, in_frame, keyframe, skippable;
  64 };
  65
  66 static mk_context *mk_create_context( mk_writer *w, mk_context *parent, unsigned id )
  67 {
  68     mk_context *c;
  69
  70     if( w->freelist )
  71     {
  72         c = w->freelist;
  73         w->freelist = w->freelist->next;
  74     }
  75     else
  76     {
  77         c = malloc( sizeof(*c) );
  78         if( !c )
  79             return NULL;
  80         memset( c, 0, sizeof(*c) );
  81     }
  82
  83     c->parent = parent;
  84     c->owner = w;
  85     c->id = id;
  86
  87     if( c->owner->actlist )
  88         c->owner->actlist->prev = &c->next;
  89     c->next = c->owner->actlist;
  90     c->prev = &c->owner->actlist;
  91     c->owner->actlist = c;
  92
  93     return c;
  94 }
  95
  96 static int mk_append_context_data( mk_context *c, const void *data, unsigned size )
  97 {
  98     unsigned ns = c->d_cur + size;
  99
 100     if( ns > c->d_max )
 101     {
 102         void *dp;
 103         unsigned dn = c->d_max ? c->d_max << 1 : 16;
 104         while( ns > dn )
 105             dn <<= 1;
 106
 107         dp = realloc( c->data, dn );
 108         if( !dp )
 109             return -1;
 110
 111         c->data = dp;
 112         c->d_max = dn;
 113     }
 114
 115     memcpy( (char*)c->data + c->d_cur, data, size );
 116
 117     c->d_cur = ns;
 118
 119     return 0;
 120 }
 121
 122 static int mk_write_id( mk_context *c, unsigned id )
 123 {
 124     unsigned char c_id[4] = { id >> 24, id >> 16, id >> 8, id };
 125
 126     if( c_id[0] )
 127         return mk_append_context_data( c, c_id, 4 );
 128     if( c_id[1] )
 129         return mk_append_context_data( c, c_id+1, 3 );
 130     if( c_id[2] )
 131         return mk_append_context_data( c, c_id+2, 2 );
 132     return mk_append_context_data( c, c_id+3, 1 );
 133 }
 134
 135 static int mk_write_size( mk_context *c, unsigned size )
 136 {
 137     unsigned char c_size[5] = { 0x08, size >> 24, size >> 16, size >> 8, size };
 138
 139     if( size < 0x7f )
 140     {
 141         c_size[4] |= 0x80;
 142         return mk_append_context_data( c, c_size+4, 1 );
 143     }
 144     if( size < 0x3fff )
 145     {
 146         c_size[3] |= 0x40;
 147         return mk_append_context_data( c, c_size+3, 2 );
 148     }
 149     if( size < 0x1fffff )
 150     {
 151         c_size[2] |= 0x20;
 152         return mk_append_context_data( c, c_size+2, 3 );
 153     }
 154     if( size < 0x0fffffff )
 155     {
 156         c_size[1] |= 0x10;
 157         return mk_append_context_data( c, c_size+1, 4 );
 158     }
 159     return mk_append_context_data( c, c_size, 5 );
 160 }
 161
 162 static int mk_flush_context_id( mk_context *c )
 163 {
 164     unsigned char ff = 0xff;
 165
 166     if( !c->id )
 167         return 0;
 168
 169     CHECK( mk_write_id( c->parent, c->id ) );
 170     CHECK( mk_append_context_data( c->parent, &ff, 1 ) );
 171
 172     c->id = 0;
 173
 174     return 0;
 175 }
 176
 177 static int mk_flush_context_data( mk_context *c )
 178 {
 179     if( !c->d_cur )
 180         return 0;
 181
 182     if( c->parent )
 183         CHECK( mk_append_context_data( c->parent, c->data, c->d_cur ) );
 184     else if( fwrite( c->data, c->d_cur, 1, c->owner->fp ) != 1 )
 185         return -1;
 186
 187     c->d_cur = 0;
 188
 189     return 0;
 190 }
 191
 192 static int mk_close_context( mk_context *c, unsigned *off )
 193 {
 194     if( c->id )
 195     {
 196         CHECK( mk_write_id( c->parent, c->id ) );
 197         CHECK( mk_write_size( c->parent, c->d_cur ) );
 198     }
 199
 200     if( c->parent && off )
 201         *off += c->parent->d_cur;
 202
 203     CHECK( mk_flush_context_data( c ) );
 204
 205     if( c->next )
 206         c->next->prev = c->prev;
 207     *(c->prev) = c->next;
 208     c->next = c->owner->freelist;
 209     c->owner->freelist = c;
 210
 211     return 0;
 212 }
 213
 214 static void mk_destroy_contexts( mk_writer *w )
 215 {
 216     mk_context *next;
 217
 218     for( mk_context *cur = w->freelist; cur; cur = next )
 219     {
 220         next = cur->next;
 221         free( cur->data );
 222         free( cur );
 223     }
 224
 225     for( mk_context *cur = w->actlist; cur; cur = next )
 226     {
 227         next = cur->next;
 228         free( cur->data );
 229         free( cur );
 230     }
 231
 232     w->freelist = w->actlist = w->root = NULL;
 233 }
 234
 235 static int mk_write_string( mk_context *c, unsigned id, const char *str )
 236 {
 237     size_t len = strlen( str );
 238
 239     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 240     CHECK( mk_write_size( c, len ) );
 241     CHECK( mk_append_context_data( c, str, len ) );
 242     return 0;
 243 }
 244
 245 static int mk_write_bin( mk_context *c, unsigned id, const void *data, unsigned size )
 246 {
 247     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 248     CHECK( mk_write_size( c, size ) );
 249     CHECK( mk_append_context_data( c, data, size ) ) ;
 250     return 0;
 251 }
 252
 253 static int mk_write_uint( mk_context *c, unsigned id, int64_t ui )
 254 {
 255     unsigned char c_ui[8] = { ui >> 56, ui >> 48, ui >> 40, ui >> 32, ui >> 24, ui >> 16, ui >> 8, ui };
 256     unsigned i = 0;
 257
 258     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 259     while( i < 7 && !c_ui[i] )
 260         ++i;
 261     CHECK( mk_write_size( c, 8 - i ) );
 262     CHECK( mk_append_context_data( c, c_ui+i, 8 - i ) );
 263     return 0;
 264 }
 265
 266 static int mk_write_float_raw( mk_context *c, float f )
 267 {
 268     union
 269     {
 270         float f;
 271         unsigned u;
 272     } u;
 273     unsigned char c_f[4];
 274
 275     u.f = f;
 276     c_f[0] = u.u >> 24;
 277     c_f[1] = u.u >> 16;
 278     c_f[2] = u.u >> 8;
 279     c_f[3] = u.u;
 280
 281     return mk_append_context_data( c, c_f, 4 );
 282 }
 283
 284 static int mk_write_float( mk_context *c, unsigned id, float f )
 285 {
 286     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 287     CHECK( mk_write_size( c, 4 ) );
 288     CHECK( mk_write_float_raw( c, f ) );
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 mk_writer *mk_create_writer( const char *filename )
 293 {
 294     mk_writer *w = malloc( sizeof(*w) );
 295     if( !w )
 296         return NULL;
 297
 298     memset( w, 0, sizeof(*w) );
 299
 300     w->root = mk_create_context( w, NULL, 0 );
 301     if( !w->root )
 302     {
 303         free( w );
 304         return NULL;
 305     }
 306
 307     if( !strcmp( filename, "-" ) )
 308         w->fp = stdout;
 309     else
 310         w->fp = x264_fopen( filename, "wb" );
 311     if( !w->fp )
 312     {
 313         mk_destroy_contexts( w );
 314         free( w );
 315         return NULL;
 316     }
 317
 318     w->timescale = 1000000;
 319
 320     return w;
 321 }
 322
 323 int mk_write_header( mk_writer *w, const char *writing_app,
 324                      const char *codec_id,
 325                      const void *codec_private, unsigned codec_private_size,
 326                      int64_t default_frame_duration,
 327                      int64_t timescale,
 328                      unsigned width, unsigned height,
 329                      unsigned d_width, unsigned d_height, int display_size_units )
 330 {
 331     mk_context  *c, *ti, *v;
 332
 333     if( w->wrote_header )
 334         return -1;
 335
 336     w->timescale = timescale;
 337     w->def_duration = default_frame_duration;
 338
 339     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x1a45dfa3 )) ) // EBML
 340         return -1;
 341     CHECK( mk_write_uint( c, 0x4286, 1 ) ); // EBMLVersion
 342     CHECK( mk_write_uint( c, 0x42f7, 1 ) ); // EBMLReadVersion
 343     CHECK( mk_write_uint( c, 0x42f2, 4 ) ); // EBMLMaxIDLength
 344     CHECK( mk_write_uint( c, 0x42f3, 8 ) ); // EBMLMaxSizeLength
 345     CHECK( mk_write_string( c, 0x4282, "matroska") ); // DocType
 346     CHECK( mk_write_uint( c, 0x4287, 2 ) ); // DocTypeVersion
 347     CHECK( mk_write_uint( c, 0x4285, 2 ) ); // DocTypeReadversion
 348     CHECK( mk_close_context( c, 0 ) );
 349
 350     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x18538067 )) ) // Segment
 351         return -1;
 352     CHECK( mk_flush_context_id( c ) );
 353     CHECK( mk_close_context( c, 0 ) );
 354
 355     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x1549a966 )) ) // SegmentInfo
 356         return -1;
 357     CHECK( mk_write_string( c, 0x4d80, "Haali Matroska Writer b0" ) );
 358     CHECK( mk_write_string( c, 0x5741, writing_app ) );
 359     CHECK( mk_write_uint( c, 0x2ad7b1, w->timescale ) );
 360     CHECK( mk_write_float( c, 0x4489, 0) );
 361     w->duration_ptr = c->d_cur - 4;
 362     CHECK( mk_close_context( c, &w->duration_ptr ) );
 363
 364     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x1654ae6b )) ) // tracks
 365         return -1;
 366     if( !(ti = mk_create_context( w, c, 0xae )) ) // TrackEntry
 367         return -1;
 368     CHECK( mk_write_uint( ti, 0xd7, 1 ) ); // TrackNumber
 369     CHECK( mk_write_uint( ti, 0x73c5, 1 ) ); // TrackUID
 370     CHECK( mk_write_uint( ti, 0x83, 1 ) ); // TrackType
 371     CHECK( mk_write_uint( ti, 0x9c, 0 ) ); // FlagLacing
 372     CHECK( mk_write_string( ti, 0x86, codec_id ) ); // codec_id
 373     if( codec_private_size )
 374         CHECK( mk_write_bin( ti, 0x63a2, codec_private, codec_private_size ) ); // codec_private
 375     if( default_frame_duration )
 376         CHECK( mk_write_uint( ti, 0x23e383, default_frame_duration ) ); // DefaultDuration
 377
 378     if( !(v = mk_create_context( w, ti, 0xe0 ) ) ) // Video
 379         return -1;
 380     CHECK( mk_write_uint( v, 0xb0, width ) );
 381     CHECK( mk_write_uint( v, 0xba, height ) );
 382     CHECK( mk_write_uint( v, 0x54b2, display_size_units ) );
 383     CHECK( mk_write_uint( v, 0x54b0, d_width ) );
 384     CHECK( mk_write_uint( v, 0x54ba, d_height ) );
 385     CHECK( mk_close_context( v, 0 ) );
 386
 387     CHECK( mk_close_context( ti, 0 ) );
 388
 389     CHECK( mk_close_context( c, 0 ) );
 390
 391     CHECK( mk_flush_context_data( w->root ) );
 392
 393     w->wrote_header = 1;
 394
 395     return 0;
 396 }
 397
 398 static int mk_close_cluster( mk_writer *w )
 399 {
 400     if( w->cluster == NULL )
 401         return 0;
 402     CHECK( mk_close_context( w->cluster, 0 ) );
 403     w->cluster = NULL;
 404     CHECK( mk_flush_context_data( w->root ) );
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 static int mk_flush_frame( mk_writer *w )
 409 {
 410     int64_t delta;
 411     unsigned fsize;
 412     unsigned char c_delta_flags[3];
 413
 414     if( !w->in_frame )
 415         return 0;
 416
 417     delta = w->frame_tc/w->timescale - w->cluster_tc_scaled;
 418     if( delta > 32767ll || delta < -32768ll )
 419         CHECK( mk_close_cluster( w ) );
 420
 421     if( !w->cluster )
 422     {
 423         w->cluster_tc_scaled = w->frame_tc / w->timescale;
 424         w->cluster = mk_create_context( w, w->root, 0x1f43b675 ); // Cluster
 425         if( !w->cluster )
 426             return -1;
 427
 428         CHECK( mk_write_uint( w->cluster, 0xe7, w->cluster_tc_scaled ) ); // Timecode
 429
 430         delta = 0;
 431     }
 432
 433     fsize = w->frame ? w->frame->d_cur : 0;
 434
 435     CHECK( mk_write_id( w->cluster, 0xa3 ) ); // SimpleBlock
 436     CHECK( mk_write_size( w->cluster, fsize + 4 ) );
 437     CHECK( mk_write_size( w->cluster, 1 ) ); // track number
 438
 439     c_delta_flags[0] = delta >> 8;
 440     c_delta_flags[1] = delta;
 441     c_delta_flags[2] = (w->keyframe << 7) | w->skippable;
 442     CHECK( mk_append_context_data( w->cluster, c_delta_flags, 3 ) );
 443     if( w->frame )
 444     {
 445         CHECK( mk_append_context_data( w->cluster, w->frame->data, w->frame->d_cur ) );
 446         w->frame->d_cur = 0;
 447     }
 448
 449     w->in_frame = 0;
 450
 451     if( w->cluster->d_cur > CLSIZE )
 452         CHECK( mk_close_cluster( w ) );
 453
 454     return 0;
 455 }
 456
 457 int mk_start_frame( mk_writer *w )
 458 {
 459     if( mk_flush_frame( w ) < 0 )
 460         return -1;
 461
 462     w->in_frame  = 1;
 463     w->keyframe  = 0;
 464     w->skippable = 0;
 465
 466     return 0;
 467 }
 468
 469 int mk_set_frame_flags( mk_writer *w, int64_t timestamp, int keyframe, int skippable )
 470 {
 471     if( !w->in_frame )
 472         return -1;
 473
 474     w->frame_tc  = timestamp;
 475     w->keyframe  = keyframe  != 0;
 476     w->skippable = skippable != 0;
 477
 478     if( w->max_frame_tc < timestamp )
 479         w->max_frame_tc = timestamp;
 480
 481     return 0;
 482 }
 483
 484 int mk_add_frame_data( mk_writer *w, const void *data, unsigned size )
 485 {
 486     if( !w->in_frame )
 487         return -1;
 488
 489     if( !w->frame )
 490         if( !(w->frame = mk_create_context( w, NULL, 0 )) )
 491         return -1;
 492
 493     return mk_append_context_data( w->frame, data, size );
 494 }
 495
 496 int mk_close( mk_writer *w, int64_t last_delta )
 497 {
 498     int ret = 0;
 499     if( mk_flush_frame( w ) < 0 || mk_close_cluster( w ) < 0 )
 500         ret = -1;
 501     if( w->wrote_header && x264_is_regular_file( w->fp ) )
 502     {
 503         fseek( w->fp, w->duration_ptr, SEEK_SET );
 504         int64_t last_frametime = w->def_duration ? w->def_duration : last_delta;
 505         int64_t total_duration = w->max_frame_tc+last_frametime;
 506         if( mk_write_float_raw( w->root, (float)((double)total_duration / w->timescale) ) < 0 ||
 507             mk_flush_context_data( w->root ) < 0 )
 508             ret = -1;
 509     }
 510     mk_destroy_contexts( w );
 511     fclose( w->fp );
 512     free( w );
 513     return ret;
 514 }