gst-libs/ext/ffmpeg/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 #define MODE_MATROSKAv2 0x01
  69 #define MODE_WEBM       0x02
  70
  71 typedef struct MatroskaMuxContext {
  72     int             mode;
  73     ByteIOContext   *dyn_bc;
  74     ebml_master     segment;
  75     int64_t         segment_offset;
  76     int64_t         segment_uid;
  77     ebml_master     cluster;
  78     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
  79     int64_t         cluster_pts;
  80     int64_t         duration_offset;
  81     int64_t         duration;
  82     mkv_seekhead    *main_seekhead;
  83     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
  84     mkv_cues        *cues;
  85     mkv_track       *tracks;
  86
  87     struct AVMD5    *md5_ctx;
  88 } MatroskaMuxContext;
  89
  90
  91 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
  92  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
  93 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
  94
  95 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
  96  * 8-byte uint max */
  97 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
  98
  99 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
 100 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
 101
 102
 103 static int ebml_id_size(unsigned int id)
 104 {
 105     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
 106 }
 107
 108 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
 109 {
 110     int i = ebml_id_size(id);
 111     while (i--)
 112         put_byte(pb, id >> (i*8));
 113 }
 114
 115 /**
 116  * Write an EBML size meaning "unknown size".
 117  *
 118  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
 119  */
 120 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
 121 {
 122     assert(bytes <= 8);
 123     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
 124     while (--bytes)
 125         put_byte(pb, 0xff);
 126 }
 127
 128 /**
 129  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
 130  */
 131 static int ebml_num_size(uint64_t num)
 132 {
 133     int bytes = 1;
 134     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
 135     return bytes;
 136 }
 137
 138 /**
 139  * Write a number in EBML variable length format.
 140  *
 141  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
 142  *              If zero, any number of bytes can be used.
 143  */
 144 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
 145 {
 146     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
 147
 148     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
 149     assert(num < (1ULL<<56)-1);
 150
 151     if (bytes == 0)
 152         // don't care how many bytes are used, so use the min
 153         bytes = needed_bytes;
 154     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
 155     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
 156     assert(bytes >= needed_bytes);
 157
 158     num |= 1ULL << bytes*7;
 159     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 160         put_byte(pb, num >> i*8);
 161 }
 162
 163 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
 164 {
 165     int i, bytes = 1;
 166     uint64_t tmp = val;
 167     while (tmp>>=8) bytes++;
 168
 169     put_ebml_id(pb, elementid);
 170     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
 171     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
 172         put_byte(pb, val >> i*8);
 173 }
 174
 175 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
 176 {
 177     put_ebml_id(pb, elementid);
 178     put_ebml_num(pb, 8, 0);
 179     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
 180 }
 181
 182 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
 183                             const uint8_t *buf, int size)
 184 {
 185     put_ebml_id(pb, elementid);
 186     put_ebml_num(pb, size, 0);
 187     put_buffer(pb, buf, size);
 188 }
 189
 190 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
 191 {
 192     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
 193 }
 194
 195 /**
 196  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
 197  * the file to be written to later.
 198  *
 199  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
 200  */
 201 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
 202 {
 203     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
 204
 205     assert(size >= 2);
 206
 207     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
 208     // we need to subtract the length needed to store the size from the
 209     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
 210     // size if possible, 1 byte otherwise
 211     if (size < 10)
 212         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
 213     else
 214         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
 215     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
 216         put_byte(pb, 0);
 217 }
 218
 219 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
 220 {
 221     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
 222     put_ebml_id(pb, elementid);
 223     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
 224     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
 225 }
 226
 227 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
 228 {
 229     int64_t pos = url_ftell(pb);
 230
 231     if (url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET) < 0)
 232         return;
 233     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
 234     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 235 }
 236
 237 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
 238 {
 239     int i;
 240     for (i = 0; i < size / 255; i++)
 241         put_byte(pb, 255);
 242     put_byte(pb, size % 255);
 243 }
 244
 245 /**
 246  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
 247  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
 248  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
 249  * that size.
 250  *
 251  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
 252  *                       where the segment begins.
 253  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
 254  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
 255  */
 256 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
 257 {
 258     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
 259     if (new_seekhead == NULL)
 260         return NULL;
 261
 262     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
 263
 264     if (numelements > 0) {
 265         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
 266         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
 267         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
 268         // will fit afterwards
 269         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
 270         new_seekhead->max_entries = numelements;
 271         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
 272     }
 273     return new_seekhead;
 274 }
 275
 276 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
 277 {
 278     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
 279
 280     // don't store more elements than we reserved space for
 281     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
 282         return -1;
 283
 284     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
 285     if (entries == NULL)
 286         return AVERROR(ENOMEM);
 287
 288     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
 289     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
 290
 291     seekhead->entries = entries;
 292     return 0;
 293 }
 294
 295 /**
 296  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
 297  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
 298  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
 299  * at the current location in the file.
 300  *
 301  * @return The file offset where the seekhead was written,
 302  * -1 if an error occurred.
 303  */
 304 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
 305 {
 306     ebml_master metaseek, seekentry;
 307     int64_t currentpos;
 308     int i;
 309
 310     currentpos = url_ftell(pb);
 311
 312     if (seekhead->reserved_size > 0)
 313         if (url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET) < 0)
 314             return -1;
 315
 316     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
 317     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
 318         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
 319
 320         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
 321
 322         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
 323         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
 324         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
 325
 326         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
 327         end_ebml_master(pb, seekentry);
 328     }
 329     end_ebml_master(pb, metaseek);
 330
 331     if (seekhead->reserved_size > 0) {
 332         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
 333         put_ebml_void(pb, remaining);
 334         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 335
 336         currentpos = seekhead->filepos;
 337     }
 338     av_free(seekhead->entries);
 339     av_free(seekhead);
 340
 341     return currentpos;
 342 }
 343
 344 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
 345 {
 346     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
 347     if (cues == NULL)
 348         return NULL;
 349
 350     cues->segment_offset = segment_offset;
 351     return cues;
 352 }
 353
 354 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, int stream, int64_t ts, int64_t cluster_pos)
 355 {
 356     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
 357
 358     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
 359     if (entries == NULL)
 360         return AVERROR(ENOMEM);
 361
 362     if (ts < 0)
 363         return 0;
 364
 365     entries[cues->num_entries  ].pts = ts;
 366     entries[cues->num_entries  ].tracknum = stream + 1;
 367     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
 368
 369     cues->entries = entries;
 370     return 0;
 371 }
 372
 373 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
 374 {
 375     ebml_master cues_element;
 376     int64_t currentpos;
 377     int i, j;
 378
 379     currentpos = url_ftell(pb);
 380     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
 381
 382     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
 383         ebml_master cuepoint, track_positions;
 384         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
 385         uint64_t pts = entry->pts;
 386
 387         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
 388         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
 389
 390         // put all the entries from different tracks that have the exact same
 391         // timestamp into the same CuePoint
 392         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
 393             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
 394             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
 395             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
 396             end_ebml_master(pb, track_positions);
 397         }
 398         i += j - 1;
 399         end_ebml_master(pb, cuepoint);
 400     }
 401     end_ebml_master(pb, cues_element);
 402
 403     av_free(cues->entries);
 404     av_free(cues);
 405     return currentpos;
 406 }
 407
 408 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
 409 {
 410     uint8_t *header_start[3];
 411     int header_len[3];
 412     int first_header_size;
 413     int j;
 414
 415     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
 416         first_header_size = 30;
 417     else
 418         first_header_size = 42;
 419
 420     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
 421                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
 422         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
 423         return -1;
 424     }
 425
 426     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
 427     for (j = 0; j < 2; j++) {
 428         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
 429     }
 430     for (j = 0; j < 3; j++)
 431         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
 432
 433     return 0;
 434 }
 435
 436 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
 437 {
 438     int sri;
 439
 440     if (codec->extradata_size < 2) {
 441         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
 442         return;
 443     }
 444
 445     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
 446     if (sri > 12) {
 447         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
 448         return;
 449     }
 450     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 451
 452     // if sbr, get output sample rate as well
 453     if (codec->extradata_size == 5) {
 454         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
 455         if (sri > 12) {
 456             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
 457             return;
 458         }
 459         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
 460     }
 461 }
 462
 463 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
 464 {
 465     ByteIOContext *dyn_cp;
 466     uint8_t *codecpriv;
 467     int ret, codecpriv_size;
 468
 469     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
 470     if(ret < 0)
 471         return ret;
 472
 473     if (native_id) {
 474         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
 475             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
 476         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
 477             ret = ff_flac_write_header(dyn_cp, codec, 1);
 478         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
 479             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 480         else if (codec->extradata_size)
 481             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 482     } else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 483         if (qt_id) {
 484             if (!codec->codec_tag)
 485                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
 486             if (codec->extradata_size)
 487                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
 488         } else {
 489             if (!codec->codec_tag)
 490                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags, codec->codec_id);
 491             if (!codec->codec_tag) {
 492                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.\n");
 493                 ret = -1;
 494             }
 495
 496             ff_put_bmp_header(dyn_cp, codec, ff_codec_bmp_tags, 0);
 497         }
 498
 499     } else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 500         unsigned int tag;
 501         tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_wav_tags, codec->codec_id);
 502         if (!tag) {
 503             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.\n");
 504             ret = -1;
 505         }
 506         if (!codec->codec_tag)
 507             codec->codec_tag = tag;
 508
 509         ff_put_wav_header(dyn_cp, codec);
 510     }
 511
 512     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
 513     if (codecpriv_size)
 514         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
 515     av_free(codecpriv);
 516     return ret;
 517 }
 518
 519 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
 520 {
 521     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 522     ByteIOContext *pb = s->pb;
 523     ebml_master tracks;
 524     int i, j, ret;
 525
 526     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
 527     if (ret < 0) return ret;
 528
 529     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
 530     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 531         AVStream *st = s->streams[i];
 532         AVCodecContext *codec = st->codec;
 533         ebml_master subinfo, track;
 534         int native_id = 0;
 535         int qt_id = 0;
 536         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
 537         int sample_rate = codec->sample_rate;
 538         int output_sample_rate = 0;
 539         AVMetadataTag *tag;
 540
 541         if (!bit_depth)
 542             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
 543
 544         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
 545             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
 546
 547         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
 548         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
 549         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
 550         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
 551
 552         if ((tag = av_metadata_get(st->metadata, "title", NULL, 0)))
 553             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
 554         tag = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
 555         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
 556
 557         if (st->disposition)
 558             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
 559
 560         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
 561         // if none are found, use AVI codes
 562         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
 563             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
 564                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
 565                 native_id = 1;
 566                 break;
 567             }
 568         }
 569
 570         if (mkv->mode == MODE_WEBM && !(codec->codec_id == CODEC_ID_VP8 ||
 571                                         codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)) {
 572             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 573                    "Only VP8 video and Vorbis audio are supported for WebM.\n");
 574             return AVERROR(EINVAL);
 575         }
 576
 577         switch (codec->codec_type) {
 578             case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 579                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
 580                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKDEFAULTDURATION, av_q2d(codec->time_base)*1E9);
 581
 582                 if (!native_id &&
 583                       ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
 584                     (!ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags,   codec->codec_id)
 585                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
 586                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
 587                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
 588                     qt_id = 1;
 589
 590                 if (qt_id)
 591                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
 592                 else if (!native_id) {
 593                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
 594                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
 595                     mkv->tracks[i].write_dts = 1;
 596                 }
 597
 598                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
 599                 // XXX: interlace flag?
 600                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
 601                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
 602                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
 603                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
 604                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
 605                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
 606                 }
 607                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 608                 break;
 609
 610             case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 611                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
 612
 613                 if (!native_id)
 614                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
 615                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
 616
 617                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
 618                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
 619                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
 620                 if (output_sample_rate)
 621                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
 622                 if (bit_depth)
 623                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
 624                 end_ebml_master(pb, subinfo);
 625                 break;
 626
 627             case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 628                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
 629                 break;
 630             default:
 631                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
 632                 break;
 633         }
 634         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
 635         if (ret < 0) return ret;
 636
 637         end_ebml_master(pb, track);
 638
 639         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
 640         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
 641     }
 642     end_ebml_master(pb, tracks);
 643     return 0;
 644 }
 645
 646 static int mkv_write_chapters(AVFormatContext *s)
 647 {
 648     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 649     ByteIOContext *pb = s->pb;
 650     ebml_master chapters, editionentry;
 651     AVRational scale = {1, 1E9};
 652     int i, ret;
 653
 654     if (!s->nb_chapters)
 655         return 0;
 656
 657     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CHAPTERS, url_ftell(pb));
 658     if (ret < 0) return ret;
 659
 660     chapters     = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERS    , 0);
 661     editionentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_EDITIONENTRY, 0);
 662     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGDEFAULT, 1);
 663     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGHIDDEN , 0);
 664     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
 665         ebml_master chapteratom, chapterdisplay;
 666         AVChapter *c     = s->chapters[i];
 667         AVMetadataTag *t = NULL;
 668
 669         chapteratom = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERATOM, 0);
 670         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERUID, c->id);
 671         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMESTART,
 672                       av_rescale_q(c->start, c->time_base, scale));
 673         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMEEND,
 674                       av_rescale_q(c->end,   c->time_base, scale));
 675         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGHIDDEN , 0);
 676         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGENABLED, 1);
 677         if ((t = av_metadata_get(c->metadata, "title", NULL, 0))) {
 678             chapterdisplay = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERDISPLAY, 0);
 679             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPSTRING, t->value);
 680             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPLANG  , "und");
 681             end_ebml_master(pb, chapterdisplay);
 682         }
 683         end_ebml_master(pb, chapteratom);
 684     }
 685     end_ebml_master(pb, editionentry);
 686     end_ebml_master(pb, chapters);
 687     return 0;
 688 }
 689
 690 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
 691 {
 692     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 693     ByteIOContext *pb = s->pb;
 694     ebml_master ebml_header, segment_info;
 695     AVMetadataTag *tag;
 696     int ret;
 697
 698     if (!strcmp(s->oformat->name, "webm")) mkv->mode = MODE_WEBM;
 699     else                                   mkv->mode = MODE_MATROSKAv2;
 700
 701     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
 702     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
 703     mkv->tracks = av_mallocz(s->nb_streams * sizeof(*mkv->tracks));
 704
 705     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
 706     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
 707     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
 708     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
 709     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
 710     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            , s->oformat->name);
 711     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
 712     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
 713     end_ebml_master(pb, ebml_header);
 714
 715     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
 716     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
 717
 718     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
 719     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
 720     // elements (including the seek head at the end of the file), which
 721     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
 722     // currently defined level 1 element
 723     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
 724     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
 725     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
 726         return AVERROR(ENOMEM);
 727
 728     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
 729     if (ret < 0) return ret;
 730
 731     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
 732     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
 733     if ((tag = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
 734         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
 735     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 736         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
 737         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
 738
 739         // reserve space to write the segment UID later
 740         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
 741         put_ebml_void(pb, 19);
 742     }
 743
 744     // reserve space for the duration
 745     mkv->duration = 0;
 746     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
 747     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
 748     end_ebml_master(pb, segment_info);
 749
 750     ret = mkv_write_tracks(s);
 751     if (ret < 0) return ret;
 752
 753     if (mkv->mode != MODE_WEBM) {
 754         ret = mkv_write_chapters(s);
 755         if (ret < 0) return ret;
 756     }
 757
 758     if (url_is_streamed(s->pb))
 759         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 760
 761     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
 762     if (mkv->cues == NULL)
 763         return AVERROR(ENOMEM);
 764
 765     put_flush_packet(pb);
 766     return 0;
 767 }
 768
 769 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
 770 {
 771     int size = pkt_size + 4;
 772     size += ebml_num_size(size);
 773     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
 774     size += 8;              // max size of block duration
 775     size += ebml_num_size(size);
 776     size += 1;              // blockgroup EBML ID
 777     return size;
 778 }
 779
 780 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
 781 {
 782     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
 783     uint64_t start, end;
 784
 785     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
 786                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
 787         return 0;
 788     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
 789     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
 790     return end - start;
 791 }
 792
 793 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVPacket *pkt)
 794 {
 795     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 796     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
 797     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
 798     ebml_master blockgroup;
 799     char buffer[2048];
 800
 801     while (data_size) {
 802         int duration = ass_get_duration(data);
 803         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
 804         end = memchr(data, '\n', data_size);
 805         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
 806         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
 807         start = data;
 808         for (i=0; i<3; i++, start++)
 809             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
 810                 return max_duration;
 811         size -= start - data;
 812         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
 813         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
 814                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
 815         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
 816         memcpy(buffer+i, start, size-i);
 817
 818         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 819                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
 820                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
 821         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
 822         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
 823         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
 824         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 825         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
 826         put_byte(pb, 0);
 827         put_buffer(pb, buffer, size);
 828         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 829         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 830
 831         data += line_size;
 832         data_size -= line_size;
 833     }
 834
 835     return max_duration;
 836 }
 837
 838 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb,
 839                             unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
 840 {
 841     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 842     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 843     uint8_t *data = NULL;
 844     int size = pkt->size;
 845     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
 846
 847     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
 848            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
 849            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
 850     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
 851         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
 852         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
 853     else
 854         data = pkt->data;
 855     put_ebml_id(pb, blockid);
 856     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
 857     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
 858     put_be16(pb, ts - mkv->cluster_pts);
 859     put_byte(pb, flags);
 860     put_buffer(pb, data, size);
 861     if (data != pkt->data)
 862         av_free(data);
 863 }
 864
 865 static void mkv_flush_dynbuf(AVFormatContext *s)
 866 {
 867     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 868     int bufsize;
 869     uint8_t *dyn_buf;
 870
 871     if (!mkv->dyn_bc)
 872         return;
 873
 874     bufsize = url_close_dyn_buf(mkv->dyn_bc, &dyn_buf);
 875     put_buffer(s->pb, dyn_buf, bufsize);
 876     av_free(dyn_buf);
 877     mkv->dyn_bc = NULL;
 878 }
 879
 880 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 881 {
 882     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 883     ByteIOContext *pb = s->pb;
 884     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
 885     int keyframe = !!(pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
 886     int duration = pkt->duration;
 887     int ret;
 888     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
 889
 890     if (ts == AV_NOPTS_VALUE) {
 891         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't write packet with unknown timestamp\n");
 892         return AVERROR(EINVAL);
 893     }
 894
 895     if (url_is_streamed(s->pb)) {
 896         if (!mkv->dyn_bc)
 897             url_open_dyn_buf(&mkv->dyn_bc);
 898         pb = mkv->dyn_bc;
 899     }
 900
 901     if (!mkv->cluster_pos) {
 902         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
 903         if (ret < 0) return ret;
 904
 905         mkv->cluster_pos = url_ftell(s->pb);
 906         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
 907         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, FFMAX(0, ts));
 908         mkv->cluster_pts = FFMAX(0, ts);
 909         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
 910     }
 911
 912     if (codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 913         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
 914     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
 915         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pb, pkt);
 916     } else {
 917         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
 918         duration = pkt->convergence_duration;
 919         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
 920         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
 921         end_ebml_master(pb, blockgroup);
 922     }
 923
 924     if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && keyframe) {
 925         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt->stream_index, ts, mkv->cluster_pos);
 926         if (ret < 0) return ret;
 927     }
 928
 929     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec, or 32k / 1 sec for streaming
 930     if ((url_is_streamed(s->pb) && (url_ftell(pb) > 32*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 1000))
 931         ||  url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 5000) {
 932         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
 933                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), ts);
 934         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 935         mkv->cluster_pos = 0;
 936         if (mkv->dyn_bc)
 937             mkv_flush_dynbuf(s);
 938     }
 939
 940     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, ts + duration);
 941     return 0;
 942 }
 943
 944 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
 945 {
 946     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
 947     ByteIOContext *pb = s->pb;
 948     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
 949     int ret;
 950
 951     if (mkv->dyn_bc) {
 952         end_ebml_master(mkv->dyn_bc, mkv->cluster);
 953         mkv_flush_dynbuf(s);
 954     } else if (mkv->cluster_pos) {
 955         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
 956     }
 957
 958     if (!url_is_streamed(pb)) {
 959         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
 960         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
 961
 962         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
 963         if (ret < 0) return ret;
 964         if (second_seekhead >= 0) {
 965             ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
 966             if (ret < 0) return ret;
 967         }
 968         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
 969
 970         // update the duration
 971         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
 972         currentpos = url_ftell(pb);
 973         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
 974         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
 975
 976         // write the md5sum of some frames as the segment UID
 977         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 978             uint8_t segment_uid[16];
 979             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
 980             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
 981             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
 982         }
 983         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
 984     }
 985
 986     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
 987     av_free(mkv->md5_ctx);
 988     av_free(mkv->tracks);
 989     put_flush_packet(pb);
 990     return 0;
 991 }
 992
 993 #if CONFIG_MATROSKA_MUXER
 994 AVOutputFormat matroska_muxer = {
 995     "matroska",
 996     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
 997     "video/x-matroska",
 998     "mkv",
 999     sizeof(MatroskaMuxContext),
1000     CODEC_ID_MP2,
1001     CODEC_ID_MPEG4,
1002     mkv_write_header,
1003     mkv_write_packet,
1004     mkv_write_trailer,
1005     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
1006     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_bmp_tags, ff_codec_wav_tags, 0},
1007     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
1008 };
1009 #endif
1010
1011 #if CONFIG_WEBM_MUXER
1012 AVOutputFormat webm_muxer = {
1013     "webm",
1014     NULL_IF_CONFIG_SMALL("WebM file format"),
1015     "video/webm",
1016     "webm",
1017     sizeof(MatroskaMuxContext),
1018     CODEC_ID_VORBIS,
1019     CODEC_ID_VP8,
1020     mkv_write_header,
1021     mkv_write_packet,
1022     mkv_write_trailer,
1023     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
1024 };
1025 #endif
1026
1027 #if CONFIG_MATROSKA_AUDIO_MUXER
1028 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
1029     "matroska",
1030     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
1031     "audio/x-matroska",
1032     "mka",
1033     sizeof(MatroskaMuxContext),
1034     CODEC_ID_MP2,
1035     CODEC_ID_NONE,
1036     mkv_write_header,
1037     mkv_write_packet,
1038     mkv_write_trailer,
1039     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
1040     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_wav_tags, 0},
1041 };
1042 #endif