Fix indentation
[ffmpeg.git] / 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 MatroskaMuxContext {
65     ebml_master     segment;
66     int64_t         segment_offset;
67     int64_t         segment_uid;
68     ebml_master     cluster;
69     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
70     uint64_t        cluster_pts;
71     int64_t         duration_offset;
72     uint64_t        duration;
73     mkv_seekhead    *main_seekhead;
74     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
75     mkv_cues        *cues;
76
77     struct AVMD5    *md5_ctx;
78 } MatroskaMuxContext;
79
80
81 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
82  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
83 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
84
85 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
86  * 8-byte uint max */
87 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
88
89 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
90 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
91
92
93 static int ebml_id_size(unsigned int id)
94 {
95     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
96 }
97
98 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
99 {
100     int i = ebml_id_size(id);
101     while (i--)
102         put_byte(pb, id >> (i*8));
103 }
104
105 /**
106  * Write an EBML size meaning "unknown size".
107  *
108  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
109  */
110 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
111 {
112     assert(bytes <= 8);
113     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
114     while (--bytes)
115         put_byte(pb, 0xff);
116 }
117
118 /**
119  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
120  */
121 static int ebml_num_size(uint64_t num)
122 {
123     int bytes = 1;
124     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
125     return bytes;
126 }
127
128 /**
129  * Write a number in EBML variable length format.
130  *
131  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
132  *              If zero, any number of bytes can be used.
133  */
134 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
135 {
136     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
137
138     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
139     assert(num < (1ULL<<56)-1);
140
141     if (bytes == 0)
142         // don't care how many bytes are used, so use the min
143         bytes = needed_bytes;
144     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
145     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
146     assert(bytes >= needed_bytes);
147
148     num |= 1ULL << bytes*7;
149     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
150         put_byte(pb, num >> i*8);
151 }
152
153 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
154 {
155     int i, bytes = 1;
156     uint64_t tmp = val;
157     while (tmp>>=8) bytes++;
158
159     put_ebml_id(pb, elementid);
160     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
161     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
162         put_byte(pb, val >> i*8);
163 }
164
165 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
166 {
167     put_ebml_id(pb, elementid);
168     put_ebml_num(pb, 8, 0);
169     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
170 }
171
172 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
173                             const uint8_t *buf, int size)
174 {
175     put_ebml_id(pb, elementid);
176     put_ebml_num(pb, size, 0);
177     put_buffer(pb, buf, size);
178 }
179
180 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
181 {
182     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
183 }
184
185 /**
186  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
187  * the file to be written to later.
188  *
189  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
190  */
191 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
192 {
193     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
194
195     assert(size >= 2);
196
197     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
198     // we need to subtract the length needed to store the size from the
199     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
200     // size if possible, 1 byte otherwise
201     if (size < 10)
202         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
203     else
204         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
205     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
206         put_byte(pb, 0);
207 }
208
209 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
210 {
211     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
212     put_ebml_id(pb, elementid);
213     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
214     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
215 }
216
217 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
218 {
219     int64_t pos = url_ftell(pb);
220
221     if (url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET) < 0)
222         return;
223     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
224     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
225 }
226
227 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
228 {
229     int i;
230     for (i = 0; i < size / 255; i++)
231         put_byte(pb, 255);
232     put_byte(pb, size % 255);
233 }
234
235 /**
236  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
237  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
238  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
239  * that size.
240  *
241  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
242  *                       where the segment begins.
243  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
244  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
245  */
246 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
247 {
248     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
249     if (new_seekhead == NULL)
250         return NULL;
251
252     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
253
254     if (numelements > 0) {
255         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
256         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
257         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
258         // will fit afterwards
259         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
260         new_seekhead->max_entries = numelements;
261         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
262     }
263     return new_seekhead;
264 }
265
266 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
267 {
268     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
269
270     // don't store more elements than we reserved space for
271     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
272         return -1;
273
274     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
275     if (entries == NULL)
276         return AVERROR(ENOMEM);
277
278     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
279     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
280
281     seekhead->entries = entries;
282     return 0;
283 }
284
285 /**
286  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
287  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
288  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
289  * at the current location in the file.
290  *
291  * @return The file offset where the seekhead was written,
292  * -1 if an error occurred.
293  */
294 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
295 {
296     ebml_master metaseek, seekentry;
297     int64_t currentpos;
298     int i;
299
300     currentpos = url_ftell(pb);
301
302     if (seekhead->reserved_size > 0)
303         if (url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET) < 0)
304             return -1;
305
306     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
307     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
308         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
309
310         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
311
312         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
313         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
314         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
315
316         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
317         end_ebml_master(pb, seekentry);
318     }
319     end_ebml_master(pb, metaseek);
320
321     if (seekhead->reserved_size > 0) {
322         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
323         put_ebml_void(pb, remaining);
324         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
325
326         currentpos = seekhead->filepos;
327     }
328     av_free(seekhead->entries);
329     av_free(seekhead);
330
331     return currentpos;
332 }
333
334 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
335 {
336     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
337     if (cues == NULL)
338         return NULL;
339
340     cues->segment_offset = segment_offset;
341     return cues;
342 }
343
344 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, int64_t cluster_pos)
345 {
346     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
347
348     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
349     if (entries == NULL)
350         return AVERROR(ENOMEM);
351
352     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
353     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
354     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
355
356     cues->entries = entries;
357     return 0;
358 }
359
360 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
361 {
362     ebml_master cues_element;
363     int64_t currentpos;
364     int i, j;
365
366     currentpos = url_ftell(pb);
367     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
368
369     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
370         ebml_master cuepoint, track_positions;
371         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
372         uint64_t pts = entry->pts;
373
374         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
375         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
376
377         // put all the entries from different tracks that have the exact same
378         // timestamp into the same CuePoint
379         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
380             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
381             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
382             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
383             end_ebml_master(pb, track_positions);
384         }
385         i += j - 1;
386         end_ebml_master(pb, cuepoint);
387     }
388     end_ebml_master(pb, cues_element);
389
390     av_free(cues->entries);
391     av_free(cues);
392     return currentpos;
393 }
394
395 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
396 {
397     uint8_t *header_start[3];
398     int header_len[3];
399     int first_header_size;
400     int j;
401
402     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
403         first_header_size = 30;
404     else
405         first_header_size = 42;
406
407     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
408                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
409         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
410         return -1;
411     }
412
413     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
414     for (j = 0; j < 2; j++) {
415         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
416     }
417     for (j = 0; j < 3; j++)
418         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
419
420     return 0;
421 }
422
423 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
424 {
425     int sri;
426
427     if (codec->extradata_size < 2) {
428         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
429         return;
430     }
431
432     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
433     if (sri > 12) {
434         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
435         return;
436     }
437     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
438
439     // if sbr, get output sample rate as well
440     if (codec->extradata_size == 5) {
441         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
442         if (sri > 12) {
443             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
444             return;
445         }
446         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
447     }
448 }
449
450 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
451 {
452     ByteIOContext *dyn_cp;
453     uint8_t *codecpriv;
454     int ret, codecpriv_size;
455
456     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
457     if(ret < 0)
458         return ret;
459
460     if (native_id) {
461         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
462             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
463         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
464             ret = ff_flac_write_header(dyn_cp, codec);
465         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
466             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
467         else if (codec->extradata_size)
468             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
469     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
470         if (qt_id) {
471             if (!codec->codec_tag)
472                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
473             if (codec->extradata_size)
474                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
475         } else {
476             if (!codec->codec_tag)
477                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags, codec->codec_id);
478             if (!codec->codec_tag) {
479                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
480                 ret = -1;
481             }
482
483             ff_put_bmp_header(dyn_cp, codec, ff_codec_bmp_tags, 0);
484         }
485
486     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
487         if (!codec->codec_tag)
488             codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_wav_tags, codec->codec_id);
489         if (!codec->codec_tag) {
490             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
491             ret = -1;
492         }
493
494         ff_put_wav_header(dyn_cp, codec);
495     }
496
497     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
498     if (codecpriv_size)
499         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
500     av_free(codecpriv);
501     return ret;
502 }
503
504 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
505 {
506     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
507     ByteIOContext *pb = s->pb;
508     ebml_master tracks;
509     int i, j, ret;
510
511     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
512     if (ret < 0) return ret;
513
514     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
515     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
516         AVStream *st = s->streams[i];
517         AVCodecContext *codec = st->codec;
518         ebml_master subinfo, track;
519         int native_id = 0;
520         int qt_id = 0;
521         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
522         int sample_rate = codec->sample_rate;
523         int output_sample_rate = 0;
524         AVMetadataTag *tag;
525
526         if (!bit_depth)
527             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
528
529         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
530             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
531
532         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
533         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
534         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
535         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
536         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_TRACKTIMECODESCALE, 1.0);
537
538         if ((tag = av_metadata_get(st->metadata, "title", NULL, 0)))
539             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
540         tag = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
541         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
542
543         if (st->disposition)
544             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
545
546         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
547         // if none are found, use AVI codes
548         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
549             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
550                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
551                 native_id = 1;
552                 break;
553             }
554         }
555
556         switch (codec->codec_type) {
557             case CODEC_TYPE_VIDEO:
558                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
559
560                 if (!native_id &&
561                       ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
562                     (!ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags,   codec->codec_id)
563                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
564                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
565                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
566                     qt_id = 1;
567
568                 if (qt_id)
569                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
570                 else if (!native_id)
571                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
572                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
573
574                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
575                 // XXX: interlace flag?
576                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
577                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
578                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
579                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
580                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
581                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
582                 }
583                 end_ebml_master(pb, subinfo);
584                 break;
585
586             case CODEC_TYPE_AUDIO:
587                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
588
589                 if (!native_id)
590                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
591                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
592
593                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
594                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
595                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
596                 if (output_sample_rate)
597                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
598                 if (bit_depth)
599                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
600                 end_ebml_master(pb, subinfo);
601                 break;
602
603             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
604                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
605                 break;
606             default:
607                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
608                 break;
609         }
610         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
611         if (ret < 0) return ret;
612
613         end_ebml_master(pb, track);
614
615         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
616         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
617     }
618     end_ebml_master(pb, tracks);
619     return 0;
620 }
621
622 static int mkv_write_chapters(AVFormatContext *s)
623 {
624     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
625     ByteIOContext *pb = s->pb;
626     ebml_master chapters, editionentry;
627     AVRational scale = {1, 1E9};
628     int i, ret;
629
630     if (!s->nb_chapters)
631         return 0;
632
633     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CHAPTERS, url_ftell(pb));
634     if (ret < 0) return ret;
635
636     chapters     = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERS    , 0);
637     editionentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_EDITIONENTRY, 0);
638     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGDEFAULT, 1);
639     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGHIDDEN , 0);
640     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
641         ebml_master chapteratom, chapterdisplay;
642         AVChapter *c     = s->chapters[i];
643         AVMetadataTag *t = NULL;
644
645         chapteratom = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERATOM, 0);
646         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERUID, c->id);
647         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMESTART,
648                       av_rescale_q(c->start, c->time_base, scale));
649         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMEEND,
650                       av_rescale_q(c->end,   c->time_base, scale));
651         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGHIDDEN , 0);
652         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGENABLED, 1);
653         if ((t = av_metadata_get(c->metadata, "title", NULL, 0))) {
654             chapterdisplay = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERDISPLAY, 0);
655             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPSTRING, t->value);
656             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPLANG  , "und");
657             end_ebml_master(pb, chapterdisplay);
658         }
659         end_ebml_master(pb, chapteratom);
660     }
661     end_ebml_master(pb, editionentry);
662     end_ebml_master(pb, chapters);
663     return 0;
664 }
665
666 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
667 {
668     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
669     ByteIOContext *pb = s->pb;
670     ebml_master ebml_header, segment_info;
671     AVMetadataTag *tag;
672     int ret;
673
674     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
675     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
676
677     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
678     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
679     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
680     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
681     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
682     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
683     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
684     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
685     end_ebml_master(pb, ebml_header);
686
687     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
688     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
689
690     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
691     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
692     // elements (including the seek head at the end of the file), which
693     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
694     // currently defined level 1 element
695     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
696     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
697     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
698         return AVERROR(ENOMEM);
699
700     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
701     if (ret < 0) return ret;
702
703     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
704     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
705     if ((tag = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
706         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
707     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
708         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
709         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
710
711         // reserve space to write the segment UID later
712         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
713         put_ebml_void(pb, 19);
714     }
715
716     // reserve space for the duration
717     mkv->duration = 0;
718     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
719     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
720     end_ebml_master(pb, segment_info);
721
722     ret = mkv_write_tracks(s);
723     if (ret < 0) return ret;
724
725     ret = mkv_write_chapters(s);
726     if (ret < 0) return ret;
727
728     if (url_is_streamed(s->pb))
729         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
730
731     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
732     if (mkv->cues == NULL)
733         return AVERROR(ENOMEM);
734
735     put_flush_packet(pb);
736     return 0;
737 }
738
739 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
740 {
741     int size = pkt_size + 4;
742     size += ebml_num_size(size);
743     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
744     size += 8;              // max size of block duration
745     size += ebml_num_size(size);
746     size += 1;              // blockgroup EBML ID
747     return size;
748 }
749
750 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
751 {
752     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
753     uint64_t start, end;
754
755     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
756                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
757         return 0;
758     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
759     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
760     return end - start;
761 }
762
763 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
764 {
765     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
766     ByteIOContext *pb = s->pb;
767     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
768     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
769     ebml_master blockgroup;
770     char buffer[2048];
771
772     while (data_size) {
773         int duration = ass_get_duration(data);
774         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
775         end = memchr(data, '\n', data_size);
776         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
777         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
778         start = data;
779         for (i=0; i<3; i++, start++)
780             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
781                 return max_duration;
782         size -= start - data;
783         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
784         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
785                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
786         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
787         memcpy(buffer+i, start, size-i);
788
789         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
790                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
791                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
792         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
793         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
794         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
795         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
796         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
797         put_byte(pb, 0);
798         put_buffer(pb, buffer, size);
799         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
800         end_ebml_master(pb, blockgroup);
801
802         data += line_size;
803         data_size -= line_size;
804     }
805
806     return max_duration;
807 }
808
809 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
810 {
811     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
812     ByteIOContext *pb = s->pb;
813     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
814     uint8_t *data = NULL;
815     int size = pkt->size;
816
817     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
818            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
819            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
820     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
821         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
822         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
823     else
824         data = pkt->data;
825     put_ebml_id(pb, blockid);
826     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
827     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
828     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
829     put_byte(pb, flags);
830     put_buffer(pb, data, size);
831     if (data != pkt->data)
832         av_free(data);
833 }
834
835 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
836 {
837     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
838     ByteIOContext *pb = s->pb;
839     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
840     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
841     int duration = pkt->duration;
842     int ret;
843
844     if (!mkv->cluster_pos) {
845         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
846         if (ret < 0) return ret;
847
848         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
849         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
850         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
851         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
852         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
853     }
854
855     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
856         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
857     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
858         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pkt);
859     } else {
860         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
861         duration = pkt->convergence_duration;
862         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
863         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
864         end_ebml_master(pb, blockgroup);
865     }
866
867     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
868         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
869         if (ret < 0) return ret;
870     }
871
872     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
873     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
874         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
875                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
876         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
877         mkv->cluster_pos = 0;
878     }
879
880     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + duration);
881     return 0;
882 }
883
884 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
885 {
886     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
887     ByteIOContext *pb = s->pb;
888     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
889     int ret;
890
891     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
892
893     if (!url_is_streamed(pb)) {
894         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
895         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
896
897         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
898         if (ret < 0) return ret;
899         if (second_seekhead >= 0) {
900             ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
901             if (ret < 0) return ret;
902         }
903         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
904
905         // update the duration
906         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
907         currentpos = url_ftell(pb);
908         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
909         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
910
911         // write the md5sum of some frames as the segment UID
912         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
913             uint8_t segment_uid[16];
914             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
915             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
916             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
917         }
918         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
919     }
920
921     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
922     av_free(mkv->md5_ctx);
923     put_flush_packet(pb);
924     return 0;
925 }
926
927 AVOutputFormat matroska_muxer = {
928     "matroska",
929     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
930     "video/x-matroska",
931     "mkv",
932     sizeof(MatroskaMuxContext),
933     CODEC_ID_MP2,
934     CODEC_ID_MPEG4,
935     mkv_write_header,
936     mkv_write_packet,
937     mkv_write_trailer,
938     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
939     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_bmp_tags, ff_codec_wav_tags, 0},
940     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
941 };
942
943 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
944     "matroska",
945     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
946     "audio/x-matroska",
947     "mka",
948     sizeof(MatroskaMuxContext),
949     CODEC_ID_MP2,
950     CODEC_ID_NONE,
951     mkv_write_header,
952     mkv_write_packet,
953     mkv_write_trailer,
954     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
955     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_wav_tags, 0},
956 };