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

   1 /*****************************************************************************
   2  * matroska_ebml.c: matroska muxer utilities
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2005-2014 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 = calloc( 1, sizeof(mk_context) );
  78         if( !c )
  79             return NULL;
  80     }
  81
  82     c->parent = parent;
  83     c->owner = w;
  84     c->id = id;
  85
  86     if( c->owner->actlist )
  87         c->owner->actlist->prev = &c->next;
  88     c->next = c->owner->actlist;
  89     c->prev = &c->owner->actlist;
  90     c->owner->actlist = c;
  91
  92     return c;
  93 }
  94
  95 static int mk_append_context_data( mk_context *c, const void *data, unsigned size )
  96 {
  97     unsigned ns = c->d_cur + size;
  98
  99     if( ns > c->d_max )
 100     {
 101         void *dp;
 102         unsigned dn = c->d_max ? c->d_max << 1 : 16;
 103         while( ns > dn )
 104             dn <<= 1;
 105
 106         dp = realloc( c->data, dn );
 107         if( !dp )
 108             return -1;
 109
 110         c->data = dp;
 111         c->d_max = dn;
 112     }
 113
 114     memcpy( (char*)c->data + c->d_cur, data, size );
 115
 116     c->d_cur = ns;
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static int mk_write_id( mk_context *c, unsigned id )
 122 {
 123     unsigned char c_id[4] = { id >> 24, id >> 16, id >> 8, id };
 124
 125     if( c_id[0] )
 126         return mk_append_context_data( c, c_id, 4 );
 127     if( c_id[1] )
 128         return mk_append_context_data( c, c_id+1, 3 );
 129     if( c_id[2] )
 130         return mk_append_context_data( c, c_id+2, 2 );
 131     return mk_append_context_data( c, c_id+3, 1 );
 132 }
 133
 134 static int mk_write_size( mk_context *c, unsigned size )
 135 {
 136     unsigned char c_size[5] = { 0x08, size >> 24, size >> 16, size >> 8, size };
 137
 138     if( size < 0x7f )
 139     {
 140         c_size[4] |= 0x80;
 141         return mk_append_context_data( c, c_size+4, 1 );
 142     }
 143     if( size < 0x3fff )
 144     {
 145         c_size[3] |= 0x40;
 146         return mk_append_context_data( c, c_size+3, 2 );
 147     }
 148     if( size < 0x1fffff )
 149     {
 150         c_size[2] |= 0x20;
 151         return mk_append_context_data( c, c_size+2, 3 );
 152     }
 153     if( size < 0x0fffffff )
 154     {
 155         c_size[1] |= 0x10;
 156         return mk_append_context_data( c, c_size+1, 4 );
 157     }
 158     return mk_append_context_data( c, c_size, 5 );
 159 }
 160
 161 static int mk_flush_context_id( mk_context *c )
 162 {
 163     unsigned char ff = 0xff;
 164
 165     if( !c->id )
 166         return 0;
 167
 168     CHECK( mk_write_id( c->parent, c->id ) );
 169     CHECK( mk_append_context_data( c->parent, &ff, 1 ) );
 170
 171     c->id = 0;
 172
 173     return 0;
 174 }
 175
 176 static int mk_flush_context_data( mk_context *c )
 177 {
 178     if( !c->d_cur )
 179         return 0;
 180
 181     if( c->parent )
 182         CHECK( mk_append_context_data( c->parent, c->data, c->d_cur ) );
 183     else if( fwrite( c->data, c->d_cur, 1, c->owner->fp ) != 1 )
 184         return -1;
 185
 186     c->d_cur = 0;
 187
 188     return 0;
 189 }
 190
 191 static int mk_close_context( mk_context *c, unsigned *off )
 192 {
 193     if( c->id )
 194     {
 195         CHECK( mk_write_id( c->parent, c->id ) );
 196         CHECK( mk_write_size( c->parent, c->d_cur ) );
 197     }
 198
 199     if( c->parent && off )
 200         *off += c->parent->d_cur;
 201
 202     CHECK( mk_flush_context_data( c ) );
 203
 204     if( c->next )
 205         c->next->prev = c->prev;
 206     *(c->prev) = c->next;
 207     c->next = c->owner->freelist;
 208     c->owner->freelist = c;
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static void mk_destroy_contexts( mk_writer *w )
 214 {
 215     mk_context *next;
 216
 217     for( mk_context *cur = w->freelist; cur; cur = next )
 218     {
 219         next = cur->next;
 220         free( cur->data );
 221         free( cur );
 222     }
 223
 224     for( mk_context *cur = w->actlist; cur; cur = next )
 225     {
 226         next = cur->next;
 227         free( cur->data );
 228         free( cur );
 229     }
 230
 231     w->freelist = w->actlist = w->root = NULL;
 232 }
 233
 234 static int mk_write_string( mk_context *c, unsigned id, const char *str )
 235 {
 236     size_t len = strlen( str );
 237
 238     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 239     CHECK( mk_write_size( c, len ) );
 240     CHECK( mk_append_context_data( c, str, len ) );
 241     return 0;
 242 }
 243
 244 static int mk_write_bin( mk_context *c, unsigned id, const void *data, unsigned size )
 245 {
 246     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 247     CHECK( mk_write_size( c, size ) );
 248     CHECK( mk_append_context_data( c, data, size ) ) ;
 249     return 0;
 250 }
 251
 252 static int mk_write_uint( mk_context *c, unsigned id, int64_t ui )
 253 {
 254     unsigned char c_ui[8] = { ui >> 56, ui >> 48, ui >> 40, ui >> 32, ui >> 24, ui >> 16, ui >> 8, ui };
 255     unsigned i = 0;
 256
 257     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 258     while( i < 7 && !c_ui[i] )
 259         ++i;
 260     CHECK( mk_write_size( c, 8 - i ) );
 261     CHECK( mk_append_context_data( c, c_ui+i, 8 - i ) );
 262     return 0;
 263 }
 264
 265 static int mk_write_float_raw( mk_context *c, float f )
 266 {
 267     union
 268     {
 269         float f;
 270         unsigned u;
 271     } u;
 272     unsigned char c_f[4];
 273
 274     u.f = f;
 275     c_f[0] = u.u >> 24;
 276     c_f[1] = u.u >> 16;
 277     c_f[2] = u.u >> 8;
 278     c_f[3] = u.u;
 279
 280     return mk_append_context_data( c, c_f, 4 );
 281 }
 282
 283 static int mk_write_float( mk_context *c, unsigned id, float f )
 284 {
 285     CHECK( mk_write_id( c, id ) );
 286     CHECK( mk_write_size( c, 4 ) );
 287     CHECK( mk_write_float_raw( c, f ) );
 288     return 0;
 289 }
 290
 291 mk_writer *mk_create_writer( const char *filename )
 292 {
 293     mk_writer *w = calloc( 1, sizeof(mk_writer) );
 294     if( !w )
 295         return NULL;
 296
 297     w->root = mk_create_context( w, NULL, 0 );
 298     if( !w->root )
 299     {
 300         free( w );
 301         return NULL;
 302     }
 303
 304     if( !strcmp( filename, "-" ) )
 305         w->fp = stdout;
 306     else
 307         w->fp = x264_fopen( filename, "wb" );
 308     if( !w->fp )
 309     {
 310         mk_destroy_contexts( w );
 311         free( w );
 312         return NULL;
 313     }
 314
 315     w->timescale = 1000000;
 316
 317     return w;
 318 }
 319
 320 static const uint8_t mk_stereo_modes[6] = {5,9,7,1,3,13};
 321
 322 int mk_write_header( mk_writer *w, const char *writing_app,
 323                      const char *codec_id,
 324                      const void *codec_private, unsigned codec_private_size,
 325                      int64_t default_frame_duration,
 326                      int64_t timescale,
 327                      unsigned width, unsigned height,
 328                      unsigned d_width, unsigned d_height, int display_size_units, int stereo_mode )
 329 {
 330     mk_context  *c, *ti, *v;
 331
 332     if( w->wrote_header )
 333         return -1;
 334
 335     w->timescale = timescale;
 336     w->def_duration = default_frame_duration;
 337
 338     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x1a45dfa3 )) ) // EBML
 339         return -1;
 340     CHECK( mk_write_uint( c, 0x4286, 1 ) ); // EBMLVersion
 341     CHECK( mk_write_uint( c, 0x42f7, 1 ) ); // EBMLReadVersion
 342     CHECK( mk_write_uint( c, 0x42f2, 4 ) ); // EBMLMaxIDLength
 343     CHECK( mk_write_uint( c, 0x42f3, 8 ) ); // EBMLMaxSizeLength
 344     CHECK( mk_write_string( c, 0x4282, "matroska") ); // DocType
 345     CHECK( mk_write_uint( c, 0x4287, 2 ) ); // DocTypeVersion
 346     CHECK( mk_write_uint( c, 0x4285, 2 ) ); // DocTypeReadversion
 347     CHECK( mk_close_context( c, 0 ) );
 348
 349     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x18538067 )) ) // Segment
 350         return -1;
 351     CHECK( mk_flush_context_id( c ) );
 352     CHECK( mk_close_context( c, 0 ) );
 353
 354     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x1549a966 )) ) // SegmentInfo
 355         return -1;
 356     CHECK( mk_write_string( c, 0x4d80, "Haali Matroska Writer b0" ) );
 357     CHECK( mk_write_string( c, 0x5741, writing_app ) );
 358     CHECK( mk_write_uint( c, 0x2ad7b1, w->timescale ) );
 359     CHECK( mk_write_float( c, 0x4489, 0) );
 360     w->duration_ptr = c->d_cur - 4;
 361     CHECK( mk_close_context( c, &w->duration_ptr ) );
 362
 363     if( !(c = mk_create_context( w, w->root, 0x1654ae6b )) ) // tracks
 364         return -1;
 365     if( !(ti = mk_create_context( w, c, 0xae )) ) // TrackEntry
 366         return -1;
 367     CHECK( mk_write_uint( ti, 0xd7, 1 ) ); // TrackNumber
 368     CHECK( mk_write_uint( ti, 0x73c5, 1 ) ); // TrackUID
 369     CHECK( mk_write_uint( ti, 0x83, 1 ) ); // TrackType
 370     CHECK( mk_write_uint( ti, 0x9c, 0 ) ); // FlagLacing
 371     CHECK( mk_write_string( ti, 0x86, codec_id ) ); // codec_id
 372     if( codec_private_size )
 373         CHECK( mk_write_bin( ti, 0x63a2, codec_private, codec_private_size ) ); // codec_private
 374     if( default_frame_duration )
 375         CHECK( mk_write_uint( ti, 0x23e383, default_frame_duration ) ); // DefaultDuration
 376
 377     if( !(v = mk_create_context( w, ti, 0xe0 ) ) ) // Video
 378         return -1;
 379     CHECK( mk_write_uint( v, 0xb0, width ) );
 380     CHECK( mk_write_uint( v, 0xba, height ) );
 381     CHECK( mk_write_uint( v, 0x54b2, display_size_units ) );
 382     CHECK( mk_write_uint( v, 0x54b0, d_width ) );
 383     CHECK( mk_write_uint( v, 0x54ba, d_height ) );
 384     if( stereo_mode >= 0 && stereo_mode <= 5 )
 385         CHECK( mk_write_uint( v, 0x53b8, mk_stereo_modes[stereo_mode] ) );
 386     CHECK( mk_close_context( v, 0 ) );
 387
 388     CHECK( mk_close_context( ti, 0 ) );
 389
 390     CHECK( mk_close_context( c, 0 ) );
 391
 392     CHECK( mk_flush_context_data( w->root ) );
 393
 394     w->wrote_header = 1;
 395
 396     return 0;
 397 }
 398
 399 static int mk_close_cluster( mk_writer *w )
 400 {
 401     if( w->cluster == NULL )
 402         return 0;
 403     CHECK( mk_close_context( w->cluster, 0 ) );
 404     w->cluster = NULL;
 405     CHECK( mk_flush_context_data( w->root ) );
 406     return 0;
 407 }
 408
 409 static int mk_flush_frame( mk_writer *w )
 410 {
 411     int64_t delta;
 412     unsigned fsize;
 413     unsigned char c_delta_flags[3];
 414
 415     if( !w->in_frame )
 416         return 0;
 417
 418     delta = w->frame_tc/w->timescale - w->cluster_tc_scaled;
 419     if( delta > 32767ll || delta < -32768ll )
 420         CHECK( mk_close_cluster( w ) );
 421
 422     if( !w->cluster )
 423     {
 424         w->cluster_tc_scaled = w->frame_tc / w->timescale;
 425         w->cluster = mk_create_context( w, w->root, 0x1f43b675 ); // Cluster
 426         if( !w->cluster )
 427             return -1;
 428
 429         CHECK( mk_write_uint( w->cluster, 0xe7, w->cluster_tc_scaled ) ); // Timecode
 430
 431         delta = 0;
 432     }
 433
 434     fsize = w->frame ? w->frame->d_cur : 0;
 435
 436     CHECK( mk_write_id( w->cluster, 0xa3 ) ); // SimpleBlock
 437     CHECK( mk_write_size( w->cluster, fsize + 4 ) );
 438     CHECK( mk_write_size( w->cluster, 1 ) ); // track number
 439
 440     c_delta_flags[0] = delta >> 8;
 441     c_delta_flags[1] = delta;
 442     c_delta_flags[2] = (w->keyframe << 7) | w->skippable;
 443     CHECK( mk_append_context_data( w->cluster, c_delta_flags, 3 ) );
 444     if( w->frame )
 445     {
 446         CHECK( mk_append_context_data( w->cluster, w->frame->data, w->frame->d_cur ) );
 447         w->frame->d_cur = 0;
 448     }
 449
 450     w->in_frame = 0;
 451
 452     if( w->cluster->d_cur > CLSIZE )
 453         CHECK( mk_close_cluster( w ) );
 454
 455     return 0;
 456 }
 457
 458 int mk_start_frame( mk_writer *w )
 459 {
 460     if( mk_flush_frame( w ) < 0 )
 461         return -1;
 462
 463     w->in_frame  = 1;
 464     w->keyframe  = 0;
 465     w->skippable = 0;
 466
 467     return 0;
 468 }
 469
 470 int mk_set_frame_flags( mk_writer *w, int64_t timestamp, int keyframe, int skippable )
 471 {
 472     if( !w->in_frame )
 473         return -1;
 474
 475     w->frame_tc  = timestamp;
 476     w->keyframe  = keyframe  != 0;
 477     w->skippable = skippable != 0;
 478
 479     if( w->max_frame_tc < timestamp )
 480         w->max_frame_tc = timestamp;
 481
 482     return 0;
 483 }
 484
 485 int mk_add_frame_data( mk_writer *w, const void *data, unsigned size )
 486 {
 487     if( !w->in_frame )
 488         return -1;
 489
 490     if( !w->frame )
 491         if( !(w->frame = mk_create_context( w, NULL, 0 )) )
 492         return -1;
 493
 494     return mk_append_context_data( w->frame, data, size );
 495 }
 496
 497 int mk_close( mk_writer *w, int64_t last_delta )
 498 {
 499     int ret = 0;
 500     if( mk_flush_frame( w ) < 0 || mk_close_cluster( w ) < 0 )
 501         ret = -1;
 502     if( w->wrote_header && x264_is_regular_file( w->fp ) )
 503     {
 504         fseek( w->fp, w->duration_ptr, SEEK_SET );
 505         int64_t last_frametime = w->def_duration ? w->def_duration : last_delta;
 506         int64_t total_duration = w->max_frame_tc+last_frametime;
 507         if( mk_write_float_raw( w->root, (float)((double)total_duration / w->timescale) ) < 0 ||
 508             mk_flush_context_data( w->root ) < 0 )
 509             ret = -1;
 510     }
 511     mk_destroy_contexts( w );
 512     fclose( w->fp );
 513     free( w );
 514     return ret;
 515 }