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 "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     uint64_t value = 0;
 108     int i;
 109
 110     bytes = FFMIN(bytes, 8);
 111     for (i = 0; i < bytes*7 + 1; i++)
 112         value |= 1ULL << i;
 113     for (i = bytes-1; i >= 0; i--)
 114         put_byte(pb, value >> i*8);
 115 }
 116
 117 /**
 118  * Calculate how many bytes are needed to represent a given size in EBML.
 119  */
 120 static int ebml_size_bytes(uint64_t size)
 121 {
 122     int bytes = 1;
 123     while ((size+1) >> bytes*7) bytes++;
 124     return bytes;
 125 }
 126
 127 /**
 128  * Write a size in EBML variable length format.
 129  *
 130  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the size.
 131  *              If zero, any number of bytes can be used.
 132  */
 133 static void put_ebml_size(ByteIOContext *pb, uint64_t size, int bytes)
 134 {
 135     int i, needed_bytes = ebml_size_bytes(size);
 136
 137     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 138     // so write "unknown" size
 139     if (size >= (1ULL<<56)-1) {
 140         put_ebml_size_unknown(pb, 1);
 141         return;
 142     }
 143
 144     if (bytes == 0)
 145         // don't care how many bytes are used, so use the min
 146         bytes = needed_bytes;
 147     else if (needed_bytes > bytes) {
 148         // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 149         // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 150         av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "Size of %" PRIu64 " needs %d bytes but only %d bytes reserved\n",
 151                size, needed_bytes, bytes);
 152         put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 153         return;
 154     }
 155
 156     size |= 1ULL << bytes*7;
 157     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 158         put_byte(pb, size >> i*8);
 159 }
 160
 161 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 162 {
 163     int i, bytes = 1;
 164     while (val >> bytes*8) bytes++;
 165
 166     put_ebml_id(pb, elementid);
 167     put_ebml_size(pb, bytes, 0);
 168     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 169         put_byte(pb, val >> i*8);
 170 }
 171
 172 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 173 {
 174     put_ebml_id(pb, elementid);
 175     put_ebml_size(pb, 8, 0);
 176     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 177 }
 178
 179 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 180                             const uint8_t *buf, int size)
 181 {
 182     put_ebml_id(pb, elementid);
 183     put_ebml_size(pb, size, 0);
 184     put_buffer(pb, buf, size);
 185 }
 186
 187 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 188 {
 189     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 190 }
 191
 192 /**
 193  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 194  * the file to be written to later.
 195  *
 196  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 197  */
 198 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 199 {
 200     offset_t currentpos = url_ftell(pb);
 201
 202     if (size < 2)
 203         return;
 204
 205     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 206     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 207     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 208     // size if possible, 1 byte otherwise
 209     if (size < 10)
 210         put_ebml_size(pb, size-1, 0);
 211     else
 212         put_ebml_size(pb, size-9, 8);
 213     url_fseek(pb, currentpos + size, SEEK_SET);
 214 }
 215
 216 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 217 {
 218     int bytes = expectedsize ? ebml_size_bytes(expectedsize) : 8;
 219     put_ebml_id(pb, elementid);
 220     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 221     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 222 }
 223
 224 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 225 {
 226     offset_t pos = url_ftell(pb);
 227
 228     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
 229     put_ebml_size(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, offset_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     int new_entry = seekhead->num_entries;
 276
 277     // don't store more elements than we reserved space for
 278     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 279         return -1;
 280
 281     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 282     if (entries == NULL)
 283         return -1;
 284
 285     entries[new_entry].elementid = elementid;
 286     entries[new_entry].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 287
 288     seekhead->entries = entries;
 289     seekhead->num_entries++;
 290
 291     return 0;
 292 }
 293
 294 /**
 295  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 296  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 297  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 298  * at the current location in the file.
 299  *
 300  * @return the file offset where the seekhead was written
 301  */
 302 static offset_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 303 {
 304     ebml_master metaseek, seekentry;
 305     offset_t currentpos;
 306     int i;
 307
 308     currentpos = url_ftell(pb);
 309
 310     if (seekhead->reserved_size > 0)
 311         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
 312
 313     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 314     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 315         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 316
 317         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 318
 319         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 320         put_ebml_size(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 321         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 322
 323         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 324         end_ebml_master(pb, seekentry);
 325     }
 326     end_ebml_master(pb, metaseek);
 327
 328     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 329         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 330         put_ebml_void(pb, remaining);
 331         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 332
 333         currentpos = seekhead->filepos;
 334     }
 335     av_free(seekhead->entries);
 336     av_free(seekhead);
 337
 338     return currentpos;
 339 }
 340
 341 static mkv_cues * mkv_start_cues(offset_t segment_offset)
 342 {
 343     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 344     if (cues == NULL)
 345         return NULL;
 346
 347     cues->segment_offset = segment_offset;
 348     return cues;
 349 }
 350
 351 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, offset_t cluster_pos)
 352 {
 353     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 354     int new_entry = cues->num_entries;
 355
 356     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 357     if (entries == NULL)
 358         return -1;
 359
 360     entries[new_entry].pts = pkt->pts;
 361     entries[new_entry].tracknum = pkt->stream_index + 1;
 362     entries[new_entry].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 363
 364     cues->entries = entries;
 365     cues->num_entries++;
 366     return 0;
 367 }
 368
 369 static offset_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 370 {
 371     ebml_master cues_element;
 372     offset_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(ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 405 {
 406     ebml_master codecprivate;
 407     uint8_t *header_start[3];
 408     int header_len[3];
 409     int first_header_size;
 410     int j;
 411
 412     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 413         first_header_size = 30;
 414     else
 415         first_header_size = 42;
 416
 417     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 418                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 419         av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 420         return -1;
 421     }
 422
 423     codecprivate = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, 0);
 424     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 425     for (j = 0; j < 2; j++) {
 426         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 427     }
 428     for (j = 0; j < 3; j++)
 429         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 430     end_ebml_master(pb, codecprivate);
 431
 432     return 0;
 433 }
 434
 435 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE 34
 436
 437 static int put_flac_codecpriv(ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 438 {
 439     ebml_master codecpriv = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, 0);
 440
 441     // if the extradata_size is greater than FLAC_STREAMINFO_SIZE,
 442     // assume that it's in Matroska's format already
 443     if (codec->extradata_size < FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 444         av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
 445         return -1;
 446     } else if (codec->extradata_size == FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
 447         // only the streaminfo packet
 448         put_byte(pb, 0);
 449         put_xiph_size(pb, codec->extradata_size);
 450         av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Only one packet\n");
 451     }
 452     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
 453     end_ebml_master(pb, codecpriv);
 454     return 0;
 455 }
 456
 457 static void get_aac_sample_rates(AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 458 {
 459     static const int aac_sample_rates[] = {
 460         96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 461         24000, 22050, 16000, 12000, 11025,  8000,
 462     };
 463     int sri;
 464
 465     if (codec->extradata_size < 2) {
 466         av_log(codec, AV_LOG_WARNING, "no AAC extradata, unable to determine samplerate\n");
 467         return;
 468     }
 469
 470     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 471     if (sri > 12) {
 472         av_log(codec, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 473         return;
 474     }
 475     *sample_rate = aac_sample_rates[sri];
 476
 477     // if sbr, get output sample rate as well
 478     if (codec->extradata_size == 5) {
 479         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 480         if (sri > 12) {
 481             av_log(codec, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 482             return;
 483         }
 484         *output_sample_rate = aac_sample_rates[sri];
 485     }
 486 }
 487
 488 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 489 {
 490     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 491     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 492     ebml_master tracks;
 493     int i, j;
 494
 495     if (mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb)) < 0)
 496         return -1;
 497
 498     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 499     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 500         AVStream *st = s->streams[i];
 501         AVCodecContext *codec = st->codec;
 502         ebml_master subinfo, track;
 503         int native_id = 0;
 504         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 505         int sample_rate = codec->sample_rate;
 506         int output_sample_rate = 0;
 507
 508         if (!bit_depth)
 509             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 510
 511         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 512             get_aac_sample_rates(codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 513
 514         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 515         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 516         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 517         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 518
 519         if (st->language[0])
 520             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, st->language);
 521         else
 522             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, "und");
 523
 524         // look for a codec id string specific to mkv to use,
 525         // if none are found, use AVI codes
 526         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 527             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 528                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 529                 native_id = 1;
 530                 break;
 531             }
 532         }
 533
 534         if (native_id) {
 535             if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA) {
 536                 if (put_xiph_codecpriv(pb, codec) < 0)
 537                     return -1;
 538             } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC) {
 539                 if (put_flac_codecpriv(pb, codec) < 0)
 540                     return -1;
 541             } else if (codec->extradata_size) {
 542                 put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codec->extradata, codec->extradata_size);
 543             }
 544         }
 545
 546         switch (codec->codec_type) {
 547             case CODEC_TYPE_VIDEO:
 548                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 549
 550                 if (!native_id) {
 551                     ebml_master bmp_header;
 552                     // if there is no mkv-specific codec id, use VFW mode
 553                     if (!codec->codec_tag)
 554                         codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 555
 556                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, MATROSKA_CODEC_ID_VIDEO_VFW_FOURCC);
 557                     bmp_header = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, 0);
 558                     put_bmp_header(pb, codec, codec_bmp_tags, 0);
 559                     end_ebml_master(pb, bmp_header);
 560                 }
 561                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 562                 // XXX: interlace flag?
 563                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 564                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 565                 if (codec->sample_aspect_ratio.num) {
 566                     AVRational dar = av_mul_q(codec->sample_aspect_ratio, (AVRational){codec->width, codec->height});
 567                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , dar.num);
 568                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, dar.den);
 569                 }
 570                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 571                 break;
 572
 573             case CODEC_TYPE_AUDIO:
 574                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 575
 576                 if (!native_id) {
 577                     ebml_master wav_header;
 578                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 579                     codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
 580                     if (!codec->codec_tag) {
 581                         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "no codec id found for stream %d", i);
 582                         return -1;
 583                     }
 584
 585                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, MATROSKA_CODEC_ID_AUDIO_ACM);
 586                     wav_header = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, 0);
 587                     put_wav_header(pb, codec);
 588                     end_ebml_master(pb, wav_header);
 589                 }
 590                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 591                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 592                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 593                 if (output_sample_rate)
 594                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 595                 if (bit_depth)
 596                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 597                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 598                 break;
 599
 600                 case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
 601                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 602                     break;
 603             default:
 604                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio and video are supported for Matroska.");
 605                 break;
 606         }
 607         end_ebml_master(pb, track);
 608
 609         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 610         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 611     }
 612     end_ebml_master(pb, tracks);
 613     return 0;
 614 }
 615
 616 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 617 {
 618     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 619     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 620     ebml_master ebml_header, segment_info;
 621
 622     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 623     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 624
 625     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 626     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 627     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 628     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 629     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 630     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
 631     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 632     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 633     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 634
 635     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 636     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 637
 638     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 639     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 640     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 641     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 642     // currently defined level 1 element
 643     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 644     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 645
 646     if (mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb)) < 0)
 647         return -1;
 648
 649     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 650     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 651     if (strlen(s->title))
 652         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, s->title);
 653     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 654         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 655         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 656
 657         // reserve space to write the segment UID later
 658         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 659         put_ebml_void(pb, 19);
 660     }
 661
 662     // reserve space for the duration
 663     mkv->duration = 0;
 664     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 665     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 666     end_ebml_master(pb, segment_info);
 667
 668     if (mkv_write_tracks(s) < 0)
 669         return -1;
 670
 671     if (mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb)) < 0)
 672         return -1;
 673
 674     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 675     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 676     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
 677     mkv->cluster_pts = 0;
 678
 679     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 680     if (mkv->cues == NULL)
 681         return -1;
 682
 683     return 0;
 684 }
 685
 686 static int mkv_block_size(AVPacket *pkt)
 687 {
 688     int size = 4;           // track num + timecode + flags
 689     return size + pkt->size;
 690 }
 691
 692 static int mkv_blockgroup_size(AVPacket *pkt)
 693 {
 694     int size = mkv_block_size(pkt);
 695     size += ebml_size_bytes(size);
 696     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 697     size += 8;              // max size of block duration
 698     size += ebml_size_bytes(size);
 699     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 700     return size;
 701 }
 702
 703 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 704 {
 705     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 706     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 707
 708     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 709            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 710     put_ebml_id(pb, blockid);
 711     put_ebml_size(pb, mkv_block_size(pkt), 0);
 712     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 713     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 714     put_byte(pb, flags);
 715     put_buffer(pb, pkt->data, pkt->size);
 716 }
 717
 718 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 719 {
 720     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 721     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 722     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 723     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
 724
 725     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
 726     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 727         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64 " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
 728         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 729
 730         if (mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb)) < 0)
 731             return -1;
 732
 733         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
 734         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 735         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
 736         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
 737         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 738     }
 739
 740     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
 741         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 742     } else {
 743         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt));
 744         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 745         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_DURATION, pkt->duration);
 746         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 747     }
 748
 749     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 750         if (mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos) < 0)
 751             return -1;
 752     }
 753
 754     mkv->duration = pkt->pts + pkt->duration;
 755     return 0;
 756 }
 757
 758 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 759 {
 760     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 761     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 762     offset_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 763
 764     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 765
 766     cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 767     second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 768
 769     mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 770     mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 771     mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 772
 773     // update the duration
 774     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 775     currentpos = url_ftell(pb);
 776     url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 777     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 778
 779     // write the md5sum of some frames as the segment UID
 780     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 781         uint8_t segment_uid[16];
 782         av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 783         url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 784         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 785     }
 786     url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 787
 788     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 789     av_free(mkv->md5_ctx);
 790     return 0;
 791 }
 792
 793 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 794     "matroska",
 795     "Matroska File Format",
 796     "video/x-matroska",
 797     "mkv",
 798     sizeof(MatroskaMuxContext),
 799     CODEC_ID_MP2,
 800     CODEC_ID_MPEG4,
 801     mkv_write_header,
 802     mkv_write_packet,
 803     mkv_write_trailer,
 804     .codec_tag = (const AVCodecTag*[]){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
 805     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
 806 };
 807
 808 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
 809     "matroska",
 810     "Matroska File Format",
 811     "audio/x-matroska",
 812     "mka",
 813     sizeof(MatroskaMuxContext),
 814     CODEC_ID_MP2,
 815     CODEC_ID_NONE,
 816     mkv_write_header,
 817     mkv_write_packet,
 818     mkv_write_trailer,
 819     .codec_tag = (const AVCodecTag*[]){codec_wav_tags, 0},
 820 };