Use a shared function to validate FLAC extradata.
[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 "libavutil/intreadwrite.h"
28 #include "libavutil/md5.h"
29 #include "libavcodec/xiph.h"
30 #include "libavcodec/mpeg4audio.h"
31 #include "libavcodec/flac.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     // leave the unknown size for masters when streaming
222     if (url_is_streamed(pb))
223         return;
224
225     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
226     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
227     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
228 }
229
230 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
231 {
232     int i;
233     for (i = 0; i < size / 255; i++)
234         put_byte(pb, 255);
235     put_byte(pb, size % 255);
236 }
237
238 /**
239  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
240  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
241  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
242  * that size.
243  *
244  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
245  *                       where the segment begins.
246  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
247  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
248  */
249 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
250 {
251     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
252     if (new_seekhead == NULL)
253         return NULL;
254
255     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
256
257     if (numelements > 0) {
258         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
259         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
260         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
261         // will fit afterwards
262         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
263         new_seekhead->max_entries = numelements;
264         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
265     }
266     return new_seekhead;
267 }
268
269 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
270 {
271     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
272
273     // don't store more elements than we reserved space for
274     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
275         return -1;
276
277     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
278     if (entries == NULL)
279         return AVERROR(ENOMEM);
280
281     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
282     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
283
284     seekhead->entries = entries;
285     return 0;
286 }
287
288 /**
289  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
290  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
291  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
292  * at the current location in the file.
293  *
294  * @return The file offset where the seekhead was written.
295  */
296 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
297 {
298     ebml_master metaseek, seekentry;
299     int64_t currentpos;
300     int i;
301
302     currentpos = url_ftell(pb);
303
304     if (seekhead->reserved_size > 0)
305         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
306
307     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
308     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
309         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
310
311         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
312
313         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
314         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
315         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
316
317         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
318         end_ebml_master(pb, seekentry);
319     }
320     end_ebml_master(pb, metaseek);
321
322     if (seekhead->reserved_size > 0) {
323         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
324         put_ebml_void(pb, remaining);
325         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
326
327         currentpos = seekhead->filepos;
328     }
329     av_free(seekhead->entries);
330     av_free(seekhead);
331
332     return currentpos;
333 }
334
335 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
336 {
337     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
338     if (cues == NULL)
339         return NULL;
340
341     cues->segment_offset = segment_offset;
342     return cues;
343 }
344
345 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, AVPacket *pkt, int64_t cluster_pos)
346 {
347     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
348
349     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
350     if (entries == NULL)
351         return AVERROR(ENOMEM);
352
353     entries[cues->num_entries  ].pts = pkt->pts;
354     entries[cues->num_entries  ].tracknum = pkt->stream_index + 1;
355     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
356
357     cues->entries = entries;
358     return 0;
359 }
360
361 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
362 {
363     ebml_master cues_element;
364     int64_t currentpos;
365     int i, j;
366
367     currentpos = url_ftell(pb);
368     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
369
370     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
371         ebml_master cuepoint, track_positions;
372         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
373         uint64_t pts = entry->pts;
374
375         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
376         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
377
378         // put all the entries from different tracks that have the exact same
379         // timestamp into the same CuePoint
380         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
381             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
382             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
383             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
384             end_ebml_master(pb, track_positions);
385         }
386         i += j - 1;
387         end_ebml_master(pb, cuepoint);
388     }
389     end_ebml_master(pb, cues_element);
390
391     av_free(cues->entries);
392     av_free(cues);
393     return currentpos;
394 }
395
396 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
397 {
398     uint8_t *header_start[3];
399     int header_len[3];
400     int first_header_size;
401     int j;
402
403     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
404         first_header_size = 30;
405     else
406         first_header_size = 42;
407
408     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
409                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
410         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
411         return -1;
412     }
413
414     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
415     for (j = 0; j < 2; j++) {
416         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
417     }
418     for (j = 0; j < 3; j++)
419         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
420
421     return 0;
422 }
423
424 static int put_flac_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
425 {
426     uint8_t *streaminfo;
427     enum FLACExtradataFormat format;
428
429     if (!ff_flac_is_extradata_valid(codec, &format, &streaminfo)) {
430         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
431         return -1;
432     }
433     if (format == FLAC_EXTRADATA_FORMAT_STREAMINFO) {
434         // only the streaminfo packet
435         put_buffer(pb, "fLaC", 4);
436         put_byte(pb, 0x80);
437         put_be24(pb, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
438     }
439     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
440     return 0;
441 }
442
443 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
444 {
445     int sri;
446
447     if (codec->extradata_size < 2) {
448         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
449         return;
450     }
451
452     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
453     if (sri > 12) {
454         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
455         return;
456     }
457     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
458
459     // if sbr, get output sample rate as well
460     if (codec->extradata_size == 5) {
461         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
462         if (sri > 12) {
463             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
464             return;
465         }
466         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
467     }
468 }
469
470 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
471 {
472     ByteIOContext *dyn_cp;
473     uint8_t *codecpriv;
474     int ret, codecpriv_size;
475
476     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
477     if(ret < 0)
478         return ret;
479
480     if (native_id) {
481         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
482             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
483         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
484             ret = put_flac_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
485         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
486             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
487         else if (codec->extradata_size)
488             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
489     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
490         if (qt_id) {
491             if (!codec->codec_tag)
492                 codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
493             if (codec->extradata_size)
494                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
495         } else {
496         if (!codec->codec_tag)
497             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
498         if (!codec->codec_tag) {
499             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
500             ret = -1;
501         }
502
503         put_bmp_header(dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
504         }
505
506     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
507         if (!codec->codec_tag)
508             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
509         if (!codec->codec_tag) {
510             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
511             ret = -1;
512         }
513
514         put_wav_header(dyn_cp, codec);
515     }
516
517     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
518     if (codecpriv_size)
519         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
520     av_free(codecpriv);
521     return ret;
522 }
523
524 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
525 {
526     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
527     ByteIOContext *pb = s->pb;
528     ebml_master tracks;
529     int i, j, ret;
530
531     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
532     if (ret < 0) return ret;
533
534     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
535     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
536         AVStream *st = s->streams[i];
537         AVCodecContext *codec = st->codec;
538         ebml_master subinfo, track;
539         int native_id = 0;
540         int qt_id = 0;
541         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
542         int sample_rate = codec->sample_rate;
543         int output_sample_rate = 0;
544         AVMetadataTag *tag;
545
546         if (!bit_depth)
547             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
548
549         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
550             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
551
552         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
553         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
554         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
555         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
556
557         if ((tag = av_metadata_get(st->metadata, "description", NULL, 0)))
558             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
559         tag = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
560         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
561
562         if (st->disposition)
563             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
564
565         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
566         // if none are found, use AVI codes
567         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
568             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
569                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
570                 native_id = 1;
571                 break;
572             }
573         }
574
575         switch (codec->codec_type) {
576             case CODEC_TYPE_VIDEO:
577                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
578
579                 if (!native_id &&
580                       codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
581                     (!codec_get_tag(codec_bmp_tags,      codec->codec_id)
582                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
583                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
584                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
585                     qt_id = 1;
586
587                 if (qt_id)
588                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
589                 else if (!native_id)
590                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
591                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
592
593                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
594                 // XXX: interlace flag?
595                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
596                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
597                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
598                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
599                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
600                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
601                 }
602                 end_ebml_master(pb, subinfo);
603                 break;
604
605             case CODEC_TYPE_AUDIO:
606                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
607
608                 if (!native_id)
609                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
610                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
611
612                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
613                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
614                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
615                 if (output_sample_rate)
616                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
617                 if (bit_depth)
618                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
619                 end_ebml_master(pb, subinfo);
620                 break;
621
622             case CODEC_TYPE_SUBTITLE:
623                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
624                 break;
625             default:
626                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
627                 break;
628         }
629         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
630         if (ret < 0) return ret;
631
632         end_ebml_master(pb, track);
633
634         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
635         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
636     }
637     end_ebml_master(pb, tracks);
638     return 0;
639 }
640
641 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
642 {
643     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
644     ByteIOContext *pb = s->pb;
645     ebml_master ebml_header, segment_info;
646     AVMetadataTag *tag;
647     int ret;
648
649     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
650     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
651
652     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
653     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
654     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
655     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
656     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
657     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
658     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
659     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
660     end_ebml_master(pb, ebml_header);
661
662     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
663     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
664
665     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
666     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
667     // elements (including the seek head at the end of the file), which
668     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
669     // currently defined level 1 element
670     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
671     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
672     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
673         return AVERROR(ENOMEM);
674
675     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
676     if (ret < 0) return ret;
677
678     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
679     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
680     if ((tag = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
681         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
682     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
683         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
684         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
685
686         // reserve space to write the segment UID later
687         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
688         put_ebml_void(pb, 19);
689     }
690
691     // reserve space for the duration
692     mkv->duration = 0;
693     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
694     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
695     end_ebml_master(pb, segment_info);
696
697     ret = mkv_write_tracks(s);
698     if (ret < 0) return ret;
699
700     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
701     if (ret < 0) return ret;
702
703     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
704     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
705     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
706     mkv->cluster_pts = 0;
707
708     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
709     if (mkv->cues == NULL)
710         return AVERROR(ENOMEM);
711
712     put_flush_packet(pb);
713     return 0;
714 }
715
716 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
717 {
718     int size = pkt_size + 4;
719     size += ebml_num_size(size);
720     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
721     size += 8;              // max size of block duration
722     size += ebml_num_size(size);
723     size += 1;              // blockgroup EBML ID
724     return size;
725 }
726
727 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
728 {
729     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
730     uint64_t start, end;
731
732     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
733                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
734         return 0;
735     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
736     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
737     return end - start;
738 }
739
740 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
741 {
742     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
743     ByteIOContext *pb = s->pb;
744     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
745     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
746     ebml_master blockgroup;
747     char buffer[2048];
748
749     while (data_size) {
750         int duration = ass_get_duration(data);
751         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
752         end = memchr(data, '\n', data_size);
753         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
754         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
755         start = data;
756         for (i=0; i<3; i++, start++)
757             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
758                 return max_duration;
759         size -= start - data;
760         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
761         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
762                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
763         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
764         memcpy(buffer+i, start, size-i);
765
766         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
767                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
768                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
769         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
770         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
771         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
772         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
773         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
774         put_byte(pb, 0);
775         put_buffer(pb, buffer, size);
776         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
777         end_ebml_master(pb, blockgroup);
778
779         data += line_size;
780         data_size -= line_size;
781     }
782
783     return max_duration;
784 }
785
786 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
787 {
788     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
789     ByteIOContext *pb = s->pb;
790     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
791     uint8_t *data = NULL;
792     int size = pkt->size;
793
794     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
795            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
796            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
797     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
798         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
799         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
800     else
801         data = pkt->data;
802     put_ebml_id(pb, blockid);
803     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
804     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
805     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
806     put_byte(pb, flags);
807     put_buffer(pb, data, size);
808     if (data != pkt->data)
809         av_free(data);
810 }
811
812 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
813 {
814     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
815     ByteIOContext *pb = s->pb;
816     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
817     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
818     int duration = pkt->duration;
819     int ret;
820
821     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
822     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
823         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
824                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
825         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
826
827         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
828         if (ret < 0) return ret;
829
830         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
831         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
832         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
833         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
834         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
835     }
836
837     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
838         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
839     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
840         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pkt);
841     } else {
842         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
843         duration = pkt->convergence_duration;
844         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
845         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
846         end_ebml_master(pb, blockgroup);
847     }
848
849     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
850         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
851         if (ret < 0) return ret;
852     }
853
854     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + duration);
855     return 0;
856 }
857
858 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
859 {
860     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
861     ByteIOContext *pb = s->pb;
862     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
863     int ret;
864
865     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
866
867     if (!url_is_streamed(pb)) {
868         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
869         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
870
871         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
872         if (ret < 0) return ret;
873         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
874         if (ret < 0) return ret;
875         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
876
877         // update the duration
878         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
879         currentpos = url_ftell(pb);
880         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
881         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
882
883         // write the md5sum of some frames as the segment UID
884         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
885             uint8_t segment_uid[16];
886             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
887             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
888             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
889         }
890         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
891     }
892
893     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
894     av_free(mkv->md5_ctx);
895     put_flush_packet(pb);
896     return 0;
897 }
898
899 AVOutputFormat matroska_muxer = {
900     "matroska",
901     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
902     "video/x-matroska",
903     "mkv",
904     sizeof(MatroskaMuxContext),
905     CODEC_ID_MP2,
906     CODEC_ID_MPEG4,
907     mkv_write_header,
908     mkv_write_packet,
909     mkv_write_trailer,
910     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
911     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
912     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
913 };
914
915 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
916     "matroska",
917     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
918     "audio/x-matroska",
919     "mka",
920     sizeof(MatroskaMuxContext),
921     CODEC_ID_MP2,
922     CODEC_ID_NONE,
923     mkv_write_header,
924     mkv_write_packet,
925     mkv_write_trailer,
926     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
927     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_wav_tags, 0},
928 };