git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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 "flacenc.h"
  28 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  29 #include "libavutil/md5.h"
  30 #include "libavcodec/xiph.h"
  31 #include "libavcodec/mpeg4audio.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 {
  65     int             write_dts;
  66 } mkv_track;
  67
  68 typedef struct MatroskaMuxContext {
  69     ByteIOContext   *dyn_bc;
  70     ebml_master     segment;
  71     int64_t         segment_offset;
  72     int64_t         segment_uid;
  73     ebml_master     cluster;
  74     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
  75     int64_t         cluster_pts;
  76     int64_t         duration_offset;
  77     int64_t         duration;
  78     mkv_seekhead    *main_seekhead;
  79     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
  80     mkv_cues        *cues;
  81     mkv_track       *tracks;
  82
  83     struct AVMD5    *md5_ctx;
  84 } MatroskaMuxContext;
  85
  86
  87 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
  88  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  89 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  90
  91 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  92  * 8-byte uint max */
  93 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  94
  95 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
  96 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
  97
  98
  99 static int ebml_id_size(unsigned int id)
 100 {
 101     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
 102 }
 103
 104 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
 105 {
 106     int i = ebml_id_size(id);
 107     while (i--)
 108         put_byte(pb, id >> (i*8));
 109 }
 110
 111 /**
 112  * Write an EBML size meaning "unknown size".
 113  *
 114  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
 115  */
 116 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 117 {
 118     assert(bytes <= 8);
 119     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 120     while (--bytes)
 121         put_byte(pb, 0xff);
 122 }
 123
 124 /**
 125  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
 126  */
 127 static int ebml_num_size(uint64_t num)
 128 {
 129     int bytes = 1;
 130     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
 131     return bytes;
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Write a number in EBML variable length format.
 136  *
 137  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
 138  *              If zero, any number of bytes can be used.
 139  */
 140 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
 141 {
 142     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
 143
 144     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 145     assert(num < (1ULL<<56)-1);
 146
 147     if (bytes == 0)
 148         // don't care how many bytes are used, so use the min
 149         bytes = needed_bytes;
 150     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 151     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 152     assert(bytes >= needed_bytes);
 153
 154     num |= 1ULL << bytes*7;
 155     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 156         put_byte(pb, num >> i*8);
 157 }
 158
 159 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 160 {
 161     int i, bytes = 1;
 162     uint64_t tmp = val;
 163     while (tmp>>=8) bytes++;
 164
 165     put_ebml_id(pb, elementid);
 166     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
 167     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 168         put_byte(pb, val >> i*8);
 169 }
 170
 171 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 172 {
 173     put_ebml_id(pb, elementid);
 174     put_ebml_num(pb, 8, 0);
 175     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 176 }
 177
 178 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 179                             const uint8_t *buf, int size)
 180 {
 181     put_ebml_id(pb, elementid);
 182     put_ebml_num(pb, size, 0);
 183     put_buffer(pb, buf, size);
 184 }
 185
 186 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 187 {
 188     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 189 }
 190
 191 /**
 192  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 193  * the file to be written to later.
 194  *
 195  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 196  */
 197 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 198 {
 199     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
 200
 201     assert(size >= 2);
 202
 203     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 204     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 205     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 206     // size if possible, 1 byte otherwise
 207     if (size < 10)
 208         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
 209     else
 210         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
 211     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
 212         put_byte(pb, 0);
 213 }
 214
 215 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 216 {
 217     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
 218     put_ebml_id(pb, elementid);
 219     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 220     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 221 }
 222
 223 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 224 {
 225     int64_t pos = url_ftell(pb);
 226
 227     if (url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET) < 0)
 228         return;
 229     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
 230     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 231 }
 232
 233 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
 234 {
 235     int i;
 236     for (i = 0; i < size / 255; i++)
 237         put_byte(pb, 255);
 238     put_byte(pb, size % 255);
 239 }
 240
 241 /**
 242  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
 243  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 244  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 245  * that size.
 246  *
 247  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 248  *                       where the segment begins.
 249  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
 250  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 251  */
 252 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
 253 {
 254     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 255     if (new_seekhead == NULL)
 256         return NULL;
 257
 258     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 259
 260     if (numelements > 0) {
 261         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 262         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 263         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 264         // will fit afterwards
 265         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
 266         new_seekhead->max_entries = numelements;
 267         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
 268     }
 269     return new_seekhead;
 270 }
 271
 272 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
 273 {
 274     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
 275
 276     // don't store more elements than we reserved space for
 277     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 278         return -1;
 279
 280     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 281     if (entries == NULL)
 282         return AVERROR(ENOMEM);
 283
 284     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 285     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 286
 287     seekhead->entries = entries;
 288     return 0;
 289 }
 290
 291 /**
 292  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 293  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 294  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 295  * at the current location in the file.
 296  *
 297  * @return The file offset where the seekhead was written,
 298  * -1 if an error occurred.
 299  */
 300 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 301 {
 302     ebml_master metaseek, seekentry;
 303     int64_t currentpos;
 304     int i;
 305
 306     currentpos = url_ftell(pb);
 307
 308     if (seekhead->reserved_size > 0)
 309         if (url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET) < 0)
 310             return -1;
 311
 312     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 313     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 314         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 315
 316         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 317
 318         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 319         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 320         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 321
 322         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 323         end_ebml_master(pb, seekentry);
 324     }
 325     end_ebml_master(pb, metaseek);
 326
 327     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 328         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 329         put_ebml_void(pb, remaining);
 330         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 331
 332         currentpos = seekhead->filepos;
 333     }
 334     av_free(seekhead->entries);
 335     av_free(seekhead);
 336
 337     return currentpos;
 338 }
 339
 340 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
 341 {
 342     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 343     if (cues == NULL)
 344         return NULL;
 345
 346     cues->segment_offset = segment_offset;
 347     return cues;
 348 }
 349
 350 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, int stream, int64_t ts, int64_t cluster_pos)
 351 {
 352     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 353
 354     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 355     if (entries == NULL)
 356         return AVERROR(ENOMEM);
 357
 358     if (ts < 0)
 359         return 0;
 360
 361     entries[cues->num_entries  ].pts = ts;
 362     entries[cues->num_entries  ].tracknum = stream + 1;
 363     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 364
 365     cues->entries = entries;
 366     return 0;
 367 }
 368
 369 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 370 {
 371     ebml_master cues_element;
 372     int64_t currentpos;
 373     int i, j;
 374
 375     currentpos = url_ftell(pb);
 376     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 377
 378     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 379         ebml_master cuepoint, track_positions;
 380         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 381         uint64_t pts = entry->pts;
 382
 383         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 384         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 385
 386         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 387         // timestamp into the same CuePoint
 388         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 389             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 390             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 391             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 392             end_ebml_master(pb, track_positions);
 393         }
 394         i += j - 1;
 395         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 396     }
 397     end_ebml_master(pb, cues_element);
 398
 399     av_free(cues->entries);
 400     av_free(cues);
 401     return currentpos;
 402 }
 403
 404 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 405 {
 406     uint8_t *header_start[3];
 407     int header_len[3];
 408     int first_header_size;
 409     int j;
 410
 411     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 412         first_header_size = 30;
 413     else
 414         first_header_size = 42;
 415
 416     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 417                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 418         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 419         return -1;
 420     }
 421
 422     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 423     for (j = 0; j < 2; j++) {
 424         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 425     }
 426     for (j = 0; j < 3; j++)
 427         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 428
 429     return 0;
 430 }
 431
 432 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 433 {
 434     int sri;
 435
 436     if (codec->extradata_size < 2) {
 437         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
 438         return;
 439     }
 440
 441     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 442     if (sri > 12) {
 443         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 444         return;
 445     }
 446     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 447
 448     // if sbr, get output sample rate as well
 449     if (codec->extradata_size == 5) {
 450         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 451         if (sri > 12) {
 452             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 453             return;
 454         }
 455         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 456     }
 457 }
 458
 459 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
 460 {
 461     ByteIOContext *dyn_cp;
 462     uint8_t *codecpriv;
 463     int ret, codecpriv_size;
 464
 465     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 466     if(ret < 0)
 467         return ret;
 468
 469     if (native_id) {
 470         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 471             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 472         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 473             ret = ff_flac_write_header(dyn_cp, codec, 1);
 474         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
 475             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 476         else if (codec->extradata_size)
 477             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 478     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 479         if (qt_id) {
 480             if (!codec->codec_tag)
 481                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
 482             if (codec->extradata_size)
 483                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 484         } else {
 485             if (!codec->codec_tag)
 486                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 487             if (!codec->codec_tag) {
 488                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.\n");
 489                 ret = -1;
 490             }
 491
 492             ff_put_bmp_header(dyn_cp, codec, ff_codec_bmp_tags, 0);
 493         }
 494
 495     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 496         if (!codec->codec_tag)
 497             codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_wav_tags, codec->codec_id);
 498         if (!codec->codec_tag) {
 499             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.\n");
 500             ret = -1;
 501         }
 502
 503         ff_put_wav_header(dyn_cp, codec);
 504     }
 505
 506     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
 507     if (codecpriv_size)
 508         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 509     av_free(codecpriv);
 510     return ret;
 511 }
 512
 513 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 514 {
 515     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 516     ByteIOContext *pb = s->pb;
 517     ebml_master tracks;
 518     int i, j, ret;
 519
 520     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 521     if (ret < 0) return ret;
 522
 523     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 524     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 525         AVStream *st = s->streams[i];
 526         AVCodecContext *codec = st->codec;
 527         ebml_master subinfo, track;
 528         int native_id = 0;
 529         int qt_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         AVMetadataTag *tag;
 534
 535         if (!bit_depth)
 536             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 537
 538         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 539             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 540
 541         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 542         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 543         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 544         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 545         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_TRACKTIMECODESCALE, 1.0);
 546
 547         if ((tag = av_metadata_get(st->metadata, "title", NULL, 0)))
 548             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
 549         tag = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
 550         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
 551
 552         if (st->disposition)
 553             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
 554
 555         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
 556         // if none are found, use AVI codes
 557         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 558             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 559                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 560                 native_id = 1;
 561                 break;
 562             }
 563         }
 564
 565         switch (codec->codec_type) {
 566             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 567                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 568
 569                 if (!native_id &&
 570                       ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
 571                     (!ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags,   codec->codec_id)
 572                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
 573                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
 574                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
 575                     qt_id = 1;
 576
 577                 if (qt_id)
 578                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
 579                 else if (!native_id) {
 580                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
 581                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
 582                     mkv->tracks[i].write_dts = 1;
 583                 }
 584
 585                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 586                 // XXX: interlace flag?
 587                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 588                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 589                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
 590                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
 591                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
 592                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
 593                 }
 594                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 595                 break;
 596
 597             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 598                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 599
 600                 if (!native_id)
 601                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 602                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
 603
 604                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 605                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 606                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 607                 if (output_sample_rate)
 608                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 609                 if (bit_depth)
 610                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 611                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 612                 break;
 613
 614             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 615                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 616                 break;
 617             default:
 618                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 619                 break;
 620         }
 621         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
 622         if (ret < 0) return ret;
 623
 624         end_ebml_master(pb, track);
 625
 626         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 627         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 628     }
 629     end_ebml_master(pb, tracks);
 630     return 0;
 631 }
 632
 633 static int mkv_write_chapters(AVFormatContext *s)
 634 {
 635     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 636     ByteIOContext *pb = s->pb;
 637     ebml_master chapters, editionentry;
 638     AVRational scale = {1, 1E9};
 639     int i, ret;
 640
 641     if (!s->nb_chapters)
 642         return 0;
 643
 644     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CHAPTERS, url_ftell(pb));
 645     if (ret < 0) return ret;
 646
 647     chapters     = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERS    , 0);
 648     editionentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_EDITIONENTRY, 0);
 649     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGDEFAULT, 1);
 650     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGHIDDEN , 0);
 651     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
 652         ebml_master chapteratom, chapterdisplay;
 653         AVChapter *c     = s->chapters[i];
 654         AVMetadataTag *t = NULL;
 655
 656         chapteratom = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERATOM, 0);
 657         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERUID, c->id);
 658         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMESTART,
 659                       av_rescale_q(c->start, c->time_base, scale));
 660         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMEEND,
 661                       av_rescale_q(c->end,   c->time_base, scale));
 662         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGHIDDEN , 0);
 663         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGENABLED, 1);
 664         if ((t = av_metadata_get(c->metadata, "title", NULL, 0))) {
 665             chapterdisplay = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERDISPLAY, 0);
 666             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPSTRING, t->value);
 667             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPLANG  , "und");
 668             end_ebml_master(pb, chapterdisplay);
 669         }
 670         end_ebml_master(pb, chapteratom);
 671     }
 672     end_ebml_master(pb, editionentry);
 673     end_ebml_master(pb, chapters);
 674     return 0;
 675 }
 676
 677 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 678 {
 679     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 680     ByteIOContext *pb = s->pb;
 681     ebml_master ebml_header, segment_info;
 682     AVMetadataTag *tag;
 683     int ret;
 684
 685     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 686     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 687     mkv->tracks = av_mallocz(s->nb_streams * sizeof(*mkv->tracks));
 688
 689     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 690     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 691     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 692     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 693     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 694     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
 695     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 696     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 697     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 698
 699     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 700     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 701
 702     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 703     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 704     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 705     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 706     // currently defined level 1 element
 707     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 708     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 709     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
 710         return AVERROR(ENOMEM);
 711
 712     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
 713     if (ret < 0) return ret;
 714
 715     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 716     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 717     if ((tag = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
 718         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
 719     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 720         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 721         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 722
 723         // reserve space to write the segment UID later
 724         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 725         put_ebml_void(pb, 19);
 726     }
 727
 728     // reserve space for the duration
 729     mkv->duration = 0;
 730     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 731     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 732     end_ebml_master(pb, segment_info);
 733
 734     ret = mkv_write_tracks(s);
 735     if (ret < 0) return ret;
 736
 737     ret = mkv_write_chapters(s);
 738     if (ret < 0) return ret;
 739
 740     if (url_is_streamed(s->pb))
 741         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 742
 743     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 744     if (mkv->cues == NULL)
 745         return AVERROR(ENOMEM);
 746
 747     put_flush_packet(pb);
 748     return 0;
 749 }
 750
 751 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
 752 {
 753     int size = pkt_size + 4;
 754     size += ebml_num_size(size);
 755     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 756     size += 8;              // max size of block duration
 757     size += ebml_num_size(size);
 758     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 759     return size;
 760 }
 761
 762 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
 763 {
 764     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
 765     uint64_t start, end;
 766
 767     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
 768                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
 769         return 0;
 770     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
 771     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
 772     return end - start;
 773 }
 774
 775 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVPacket *pkt)
 776 {
 777     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 778     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
 779     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
 780     ebml_master blockgroup;
 781     char buffer[2048];
 782
 783     while (data_size) {
 784         int duration = ass_get_duration(data);
 785         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
 786         end = memchr(data, '\n', data_size);
 787         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
 788         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
 789         start = data;
 790         for (i=0; i<3; i++, start++)
 791             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
 792                 return max_duration;
 793         size -= start - data;
 794         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
 795         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
 796                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
 797         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
 798         memcpy(buffer+i, start, size-i);
 799
 800         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 801                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
 802                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
 803         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
 804         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
 805         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
 806         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 807         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 808         put_byte(pb, 0);
 809         put_buffer(pb, buffer, size);
 810         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 811         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 812
 813         data += line_size;
 814         data_size -= line_size;
 815     }
 816
 817     return max_duration;
 818 }
 819
 820 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb,
 821                             unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 822 {
 823     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 824     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 825     uint8_t *data = NULL;
 826     int size = pkt->size;
 827     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
 828
 829     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 830            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 831            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 832     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
 833         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
 834         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
 835     else
 836         data = pkt->data;
 837     put_ebml_id(pb, blockid);
 838     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
 839     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 840     put_be16(pb, ts - mkv->cluster_pts);
 841     put_byte(pb, flags);
 842     put_buffer(pb, data, size);
 843     if (data != pkt->data)
 844         av_free(data);
 845 }
 846
 847 static void mkv_flush_dynbuf(AVFormatContext *s)
 848 {
 849     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 850     int bufsize;
 851     uint8_t *dyn_buf;
 852
 853     if (!mkv->dyn_bc)
 854         return;
 855
 856     bufsize = url_close_dyn_buf(mkv->dyn_bc, &dyn_buf);
 857     put_buffer(s->pb, dyn_buf, bufsize);
 858     av_free(dyn_buf);
 859     mkv->dyn_bc = NULL;
 860 }
 861
 862 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 863 {
 864     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 865     ByteIOContext *pb = s->pb;
 866     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 867     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 868     int duration = pkt->duration;
 869     int ret;
 870     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
 871
 872     if (ts == AV_NOPTS_VALUE) {
 873         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't write packet with unknown timestamp\n");
 874         return AVERROR(EINVAL);
 875     }
 876
 877     if (url_is_streamed(s->pb)) {
 878         if (!mkv->dyn_bc)
 879             url_open_dyn_buf(&mkv->dyn_bc);
 880         pb = mkv->dyn_bc;
 881     }
 882
 883     if (!mkv->cluster_pos) {
 884         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 885         if (ret < 0) return ret;
 886
 887         mkv->cluster_pos = url_ftell(s->pb);
 888         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 889         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, FFMAX(0, ts));
 890         mkv->cluster_pts = FFMAX(0, ts);
 891         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 892     }
 893
 894     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 895         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 896     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
 897         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pb, pkt);
 898     } else {
 899         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
 900         duration = pkt->convergence_duration;
 901         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 902         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 903         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 904     }
 905
 906     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 907         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt->stream_index, ts, mkv->cluster_pos);
 908         if (ret < 0) return ret;
 909     }
 910
 911     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec, or 32k / 1 sec for streaming
 912     if (url_is_streamed(s->pb) && (url_ftell(pb) > 32*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 1000)
 913         ||  url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 914         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 915                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), ts);
 916         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 917         mkv->cluster_pos = 0;
 918         if (mkv->dyn_bc)
 919             mkv_flush_dynbuf(s);
 920     }
 921
 922     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, ts + duration);
 923     return 0;
 924 }
 925
 926 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 927 {
 928     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 929     ByteIOContext *pb = s->pb;
 930     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 931     int ret;
 932
 933     if (mkv->dyn_bc) {
 934         end_ebml_master(mkv->dyn_bc, mkv->cluster);
 935         mkv_flush_dynbuf(s);
 936     } else if (mkv->cluster_pos) {
 937         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 938     }
 939
 940     if (!url_is_streamed(pb)) {
 941         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 942         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 943
 944         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 945         if (ret < 0) return ret;
 946         if (second_seekhead >= 0) {
 947             ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 948             if (ret < 0) return ret;
 949         }
 950         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 951
 952         // update the duration
 953         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 954         currentpos = url_ftell(pb);
 955         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 956         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 957
 958         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 959         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 960             uint8_t segment_uid[16];
 961             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 962             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 963             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 964         }
 965         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 966     }
 967
 968     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 969     av_free(mkv->md5_ctx);
 970     av_free(mkv->tracks);
 971     put_flush_packet(pb);
 972     return 0;
 973 }
 974
 975 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 976     "matroska",
 977     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 978     "video/x-matroska",
 979     "mkv",
 980     sizeof(MatroskaMuxContext),
 981     CODEC_ID_MP2,
 982     CODEC_ID_MPEG4,
 983     mkv_write_header,
 984     mkv_write_packet,
 985     mkv_write_trailer,
 986     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
 987     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_bmp_tags, ff_codec_wav_tags, 0},
 988     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 989 };
 990
 991 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 992     "matroska",
 993     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 994     "audio/x-matroska",
 995     "mka",
 996     sizeof(MatroskaMuxContext),
 997     CODEC_ID_MP2,
 998     CODEC_ID_NONE,
 999     mkv_write_header,
1000     mkv_write_packet,
1001     mkv_write_trailer,
1002     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
1003     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_wav_tags, 0},
1004 };