Define AVMediaType enum, and use it instead of enum CodecType, which
[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 {
65     int             write_dts;
66 } mkv_track;
67
68 typedef struct MatroskaMuxContext {
69     ByteIOContext   *dyn_bc;
70     ebml_master     segment;
71     int64_t         segment_offset;
72     int64_t         segment_uid;
73     ebml_master     cluster;
74     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
75     int64_t         cluster_pts;
76     int64_t         duration_offset;
77     int64_t         duration;
78     mkv_seekhead    *main_seekhead;
79     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
80     mkv_cues        *cues;
81     mkv_track       *tracks;
82
83     struct AVMD5    *md5_ctx;
84 } MatroskaMuxContext;
85
86
87 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
88  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
89 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
90
91 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
92  * 8-byte uint max */
93 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
94
95 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
96 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
97
98
99 static int ebml_id_size(unsigned int id)
100 {
101     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
102 }
103
104 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
105 {
106     int i = ebml_id_size(id);
107     while (i--)
108         put_byte(pb, id >> (i*8));
109 }
110
111 /**
112  * Write an EBML size meaning "unknown size".
113  *
114  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
115  */
116 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
117 {
118     assert(bytes <= 8);
119     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
120     while (--bytes)
121         put_byte(pb, 0xff);
122 }
123
124 /**
125  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
126  */
127 static int ebml_num_size(uint64_t num)
128 {
129     int bytes = 1;
130     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
131     return bytes;
132 }
133
134 /**
135  * Write a number in EBML variable length format.
136  *
137  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
138  *              If zero, any number of bytes can be used.
139  */
140 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
141 {
142     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
143
144     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
145     assert(num < (1ULL<<56)-1);
146
147     if (bytes == 0)
148         // don't care how many bytes are used, so use the min
149         bytes = needed_bytes;
150     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
151     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
152     assert(bytes >= needed_bytes);
153
154     num |= 1ULL << bytes*7;
155     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
156         put_byte(pb, num >> i*8);
157 }
158
159 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
160 {
161     int i, bytes = 1;
162     uint64_t tmp = val;
163     while (tmp>>=8) bytes++;
164
165     put_ebml_id(pb, elementid);
166     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
167     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
168         put_byte(pb, val >> i*8);
169 }
170
171 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
172 {
173     put_ebml_id(pb, elementid);
174     put_ebml_num(pb, 8, 0);
175     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
176 }
177
178 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
179                             const uint8_t *buf, int size)
180 {
181     put_ebml_id(pb, elementid);
182     put_ebml_num(pb, size, 0);
183     put_buffer(pb, buf, size);
184 }
185
186 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
187 {
188     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
189 }
190
191 /**
192  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
193  * the file to be written to later.
194  *
195  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
196  */
197 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
198 {
199     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
200
201     assert(size >= 2);
202
203     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
204     // we need to subtract the length needed to store the size from the
205     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
206     // size if possible, 1 byte otherwise
207     if (size < 10)
208         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
209     else
210         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
211     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
212         put_byte(pb, 0);
213 }
214
215 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
216 {
217     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
218     put_ebml_id(pb, elementid);
219     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
220     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
221 }
222
223 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
224 {
225     int64_t pos = url_ftell(pb);
226
227     if (url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET) < 0)
228         return;
229     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
230     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
231 }
232
233 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
234 {
235     int i;
236     for (i = 0; i < size / 255; i++)
237         put_byte(pb, 255);
238     put_byte(pb, size % 255);
239 }
240
241 /**
242  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
243  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
244  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
245  * that size.
246  *
247  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
248  *                       where the segment begins.
249  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
250  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
251  */
252 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
253 {
254     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
255     if (new_seekhead == NULL)
256         return NULL;
257
258     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
259
260     if (numelements > 0) {
261         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
262         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
263         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
264         // will fit afterwards
265         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
266         new_seekhead->max_entries = numelements;
267         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
268     }
269     return new_seekhead;
270 }
271
272 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
273 {
274     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
275
276     // don't store more elements than we reserved space for
277     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
278         return -1;
279
280     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
281     if (entries == NULL)
282         return AVERROR(ENOMEM);
283
284     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
285     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
286
287     seekhead->entries = entries;
288     return 0;
289 }
290
291 /**
292  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
293  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
294  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
295  * at the current location in the file.
296  *
297  * @return The file offset where the seekhead was written,
298  * -1 if an error occurred.
299  */
300 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
301 {
302     ebml_master metaseek, seekentry;
303     int64_t currentpos;
304     int i;
305
306     currentpos = url_ftell(pb);
307
308     if (seekhead->reserved_size > 0)
309         if (url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET) < 0)
310             return -1;
311
312     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
313     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
314         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
315
316         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
317
318         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
319         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
320         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
321
322         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
323         end_ebml_master(pb, seekentry);
324     }
325     end_ebml_master(pb, metaseek);
326
327     if (seekhead->reserved_size > 0) {
328         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - url_ftell(pb);
329         put_ebml_void(pb, remaining);
330         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
331
332         currentpos = seekhead->filepos;
333     }
334     av_free(seekhead->entries);
335     av_free(seekhead);
336
337     return currentpos;
338 }
339
340 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
341 {
342     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
343     if (cues == NULL)
344         return NULL;
345
346     cues->segment_offset = segment_offset;
347     return cues;
348 }
349
350 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, int stream, int64_t ts, int64_t cluster_pos)
351 {
352     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
353
354     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
355     if (entries == NULL)
356         return AVERROR(ENOMEM);
357
358     if (ts < 0)
359         return 0;
360
361     entries[cues->num_entries  ].pts = ts;
362     entries[cues->num_entries  ].tracknum = stream + 1;
363     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
364
365     cues->entries = entries;
366     return 0;
367 }
368
369 static int64_t mkv_write_cues(ByteIOContext *pb, mkv_cues *cues, int num_tracks)
370 {
371     ebml_master cues_element;
372     int64_t currentpos;
373     int i, j;
374
375     currentpos = url_ftell(pb);
376     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
377
378     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
379         ebml_master cuepoint, track_positions;
380         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
381         uint64_t pts = entry->pts;
382
383         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
384         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
385
386         // put all the entries from different tracks that have the exact same
387         // timestamp into the same CuePoint
388         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
389             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
390             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
391             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
392             end_ebml_master(pb, track_positions);
393         }
394         i += j - 1;
395         end_ebml_master(pb, cuepoint);
396     }
397     end_ebml_master(pb, cues_element);
398
399     av_free(cues->entries);
400     av_free(cues);
401     return currentpos;
402 }
403
404 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
405 {
406     uint8_t *header_start[3];
407     int header_len[3];
408     int first_header_size;
409     int j;
410
411     if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS)
412         first_header_size = 30;
413     else
414         first_header_size = 42;
415
416     if (ff_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
417                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
418         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
419         return -1;
420     }
421
422     put_byte(pb, 2);                    // number packets - 1
423     for (j = 0; j < 2; j++) {
424         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
425     }
426     for (j = 0; j < 3; j++)
427         put_buffer(pb, header_start[j], header_len[j]);
428
429     return 0;
430 }
431
432 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
433 {
434     int sri;
435
436     if (codec->extradata_size < 2) {
437         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
438         return;
439     }
440
441     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
442     if (sri > 12) {
443         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
444         return;
445     }
446     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
447
448     // if sbr, get output sample rate as well
449     if (codec->extradata_size == 5) {
450         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
451         if (sri > 12) {
452             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
453             return;
454         }
455         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
456     }
457 }
458
459 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
460 {
461     ByteIOContext *dyn_cp;
462     uint8_t *codecpriv;
463     int ret, codecpriv_size;
464
465     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
466     if(ret < 0)
467         return ret;
468
469     if (native_id) {
470         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
471             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
472         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
473             ret = ff_flac_write_header(dyn_cp, codec, 1);
474         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
475             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
476         else if (codec->extradata_size)
477             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
478     } else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
479         if (qt_id) {
480             if (!codec->codec_tag)
481                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
482             if (codec->extradata_size)
483                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
484         } else {
485             if (!codec->codec_tag)
486                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags, codec->codec_id);
487             if (!codec->codec_tag) {
488                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.\n");
489                 ret = -1;
490             }
491
492             ff_put_bmp_header(dyn_cp, codec, ff_codec_bmp_tags, 0);
493         }
494
495     } else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
496         unsigned int tag;
497         tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_wav_tags, codec->codec_id);
498         if (!tag) {
499             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.\n");
500             ret = -1;
501         }
502         if (!codec->codec_tag)
503             codec->codec_tag = tag;
504
505         ff_put_wav_header(dyn_cp, codec);
506     }
507
508     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
509     if (codecpriv_size)
510         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
511     av_free(codecpriv);
512     return ret;
513 }
514
515 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
516 {
517     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
518     ByteIOContext *pb = s->pb;
519     ebml_master tracks;
520     int i, j, ret;
521
522     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
523     if (ret < 0) return ret;
524
525     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
526     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
527         AVStream *st = s->streams[i];
528         AVCodecContext *codec = st->codec;
529         ebml_master subinfo, track;
530         int native_id = 0;
531         int qt_id = 0;
532         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
533         int sample_rate = codec->sample_rate;
534         int output_sample_rate = 0;
535         AVMetadataTag *tag;
536
537         if (!bit_depth)
538             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
539
540         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
541             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
542
543         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
544         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
545         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
546         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
547         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_TRACKTIMECODESCALE, 1.0);
548
549         if ((tag = av_metadata_get(st->metadata, "title", NULL, 0)))
550             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
551         tag = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
552         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
553
554         if (st->disposition)
555             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
556
557         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
558         // if none are found, use AVI codes
559         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != CODEC_ID_NONE; j++) {
560             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
561                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
562                 native_id = 1;
563                 break;
564             }
565         }
566
567         switch (codec->codec_type) {
568             case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
569                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
570
571                 if (!native_id &&
572                       ff_codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
573                     (!ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags,   codec->codec_id)
574                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ1
575                      || codec->codec_id == CODEC_ID_SVQ3
576                      || codec->codec_id == CODEC_ID_CINEPAK))
577                     qt_id = 1;
578
579                 if (qt_id)
580                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
581                 else if (!native_id) {
582                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
583                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
584                     mkv->tracks[i].write_dts = 1;
585                 }
586
587                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
588                 // XXX: interlace flag?
589                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
590                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
591                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
592                     int d_width = codec->width*av_q2d(st->sample_aspect_ratio);
593                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
594                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
595                 }
596                 end_ebml_master(pb, subinfo);
597                 break;
598
599             case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
600                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
601
602                 if (!native_id)
603                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
604                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
605
606                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
607                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
608                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
609                 if (output_sample_rate)
610                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
611                 if (bit_depth)
612                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
613                 end_ebml_master(pb, subinfo);
614                 break;
615
616             case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
617                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
618                 break;
619             default:
620                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.");
621                 break;
622         }
623         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
624         if (ret < 0) return ret;
625
626         end_ebml_master(pb, track);
627
628         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
629         av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
630     }
631     end_ebml_master(pb, tracks);
632     return 0;
633 }
634
635 static int mkv_write_chapters(AVFormatContext *s)
636 {
637     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
638     ByteIOContext *pb = s->pb;
639     ebml_master chapters, editionentry;
640     AVRational scale = {1, 1E9};
641     int i, ret;
642
643     if (!s->nb_chapters)
644         return 0;
645
646     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CHAPTERS, url_ftell(pb));
647     if (ret < 0) return ret;
648
649     chapters     = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERS    , 0);
650     editionentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_EDITIONENTRY, 0);
651     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGDEFAULT, 1);
652     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGHIDDEN , 0);
653     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
654         ebml_master chapteratom, chapterdisplay;
655         AVChapter *c     = s->chapters[i];
656         AVMetadataTag *t = NULL;
657
658         chapteratom = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERATOM, 0);
659         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERUID, c->id);
660         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMESTART,
661                       av_rescale_q(c->start, c->time_base, scale));
662         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMEEND,
663                       av_rescale_q(c->end,   c->time_base, scale));
664         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGHIDDEN , 0);
665         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGENABLED, 1);
666         if ((t = av_metadata_get(c->metadata, "title", NULL, 0))) {
667             chapterdisplay = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERDISPLAY, 0);
668             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPSTRING, t->value);
669             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPLANG  , "und");
670             end_ebml_master(pb, chapterdisplay);
671         }
672         end_ebml_master(pb, chapteratom);
673     }
674     end_ebml_master(pb, editionentry);
675     end_ebml_master(pb, chapters);
676     return 0;
677 }
678
679 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
680 {
681     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
682     ByteIOContext *pb = s->pb;
683     ebml_master ebml_header, segment_info;
684     AVMetadataTag *tag;
685     int ret;
686
687     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
688     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
689     mkv->tracks = av_mallocz(s->nb_streams * sizeof(*mkv->tracks));
690
691     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
692     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
693     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
694     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
695     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
696     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
697     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
698     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
699     end_ebml_master(pb, ebml_header);
700
701     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
702     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
703
704     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
705     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
706     // elements (including the seek head at the end of the file), which
707     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
708     // currently defined level 1 element
709     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
710     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
711     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
712         return AVERROR(ENOMEM);
713
714     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
715     if (ret < 0) return ret;
716
717     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
718     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
719     if ((tag = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
720         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
721     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
722         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
723         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
724
725         // reserve space to write the segment UID later
726         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
727         put_ebml_void(pb, 19);
728     }
729
730     // reserve space for the duration
731     mkv->duration = 0;
732     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
733     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
734     end_ebml_master(pb, segment_info);
735
736     ret = mkv_write_tracks(s);
737     if (ret < 0) return ret;
738
739     ret = mkv_write_chapters(s);
740     if (ret < 0) return ret;
741
742     if (url_is_streamed(s->pb))
743         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
744
745     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
746     if (mkv->cues == NULL)
747         return AVERROR(ENOMEM);
748
749     put_flush_packet(pb);
750     return 0;
751 }
752
753 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
754 {
755     int size = pkt_size + 4;
756     size += ebml_num_size(size);
757     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
758     size += 8;              // max size of block duration
759     size += ebml_num_size(size);
760     size += 1;              // blockgroup EBML ID
761     return size;
762 }
763
764 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
765 {
766     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
767     uint64_t start, end;
768
769     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
770                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
771         return 0;
772     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
773     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
774     return end - start;
775 }
776
777 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVPacket *pkt)
778 {
779     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
780     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
781     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
782     ebml_master blockgroup;
783     char buffer[2048];
784
785     while (data_size) {
786         int duration = ass_get_duration(data);
787         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
788         end = memchr(data, '\n', data_size);
789         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
790         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
791         start = data;
792         for (i=0; i<3; i++, start++)
793             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
794                 return max_duration;
795         size -= start - data;
796         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
797         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
798                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
799         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
800         memcpy(buffer+i, start, size-i);
801
802         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
803                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
804                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
805         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
806         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
807         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
808         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
809         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
810         put_byte(pb, 0);
811         put_buffer(pb, buffer, size);
812         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
813         end_ebml_master(pb, blockgroup);
814
815         data += line_size;
816         data_size -= line_size;
817     }
818
819     return max_duration;
820 }
821
822 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb,
823                             unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
824 {
825     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
826     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
827     uint8_t *data = NULL;
828     int size = pkt->size;
829     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
830
831     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
832            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
833            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
834     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
835         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
836         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
837     else
838         data = pkt->data;
839     put_ebml_id(pb, blockid);
840     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
841     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
842     put_be16(pb, ts - mkv->cluster_pts);
843     put_byte(pb, flags);
844     put_buffer(pb, data, size);
845     if (data != pkt->data)
846         av_free(data);
847 }
848
849 static void mkv_flush_dynbuf(AVFormatContext *s)
850 {
851     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
852     int bufsize;
853     uint8_t *dyn_buf;
854
855     if (!mkv->dyn_bc)
856         return;
857
858     bufsize = url_close_dyn_buf(mkv->dyn_bc, &dyn_buf);
859     put_buffer(s->pb, dyn_buf, bufsize);
860     av_free(dyn_buf);
861     mkv->dyn_bc = NULL;
862 }
863
864 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
865 {
866     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
867     ByteIOContext *pb = s->pb;
868     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
869     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
870     int duration = pkt->duration;
871     int ret;
872     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
873
874     if (ts == AV_NOPTS_VALUE) {
875         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't write packet with unknown timestamp\n");
876         return AVERROR(EINVAL);
877     }
878
879     if (url_is_streamed(s->pb)) {
880         if (!mkv->dyn_bc)
881             url_open_dyn_buf(&mkv->dyn_bc);
882         pb = mkv->dyn_bc;
883     }
884
885     if (!mkv->cluster_pos) {
886         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
887         if (ret < 0) return ret;
888
889         mkv->cluster_pos = url_ftell(s->pb);
890         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
891         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, FFMAX(0, ts));
892         mkv->cluster_pts = FFMAX(0, ts);
893         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
894     }
895
896     if (codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
897         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
898     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
899         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pb, pkt);
900     } else {
901         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
902         duration = pkt->convergence_duration;
903         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
904         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
905         end_ebml_master(pb, blockgroup);
906     }
907
908     if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && keyframe) {
909         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt->stream_index, ts, mkv->cluster_pos);
910         if (ret < 0) return ret;
911     }
912
913     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec, or 32k / 1 sec for streaming
914     if ((url_is_streamed(s->pb) && (url_ftell(pb) > 32*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 1000))
915         ||  url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 5000) {
916         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
917                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), ts);
918         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
919         mkv->cluster_pos = 0;
920         if (mkv->dyn_bc)
921             mkv_flush_dynbuf(s);
922     }
923
924     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, ts + duration);
925     return 0;
926 }
927
928 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
929 {
930     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
931     ByteIOContext *pb = s->pb;
932     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
933     int ret;
934
935     if (mkv->dyn_bc) {
936         end_ebml_master(mkv->dyn_bc, mkv->cluster);
937         mkv_flush_dynbuf(s);
938     } else if (mkv->cluster_pos) {
939         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
940     }
941
942     if (!url_is_streamed(pb)) {
943         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
944         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
945
946         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
947         if (ret < 0) return ret;
948         if (second_seekhead >= 0) {
949             ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
950             if (ret < 0) return ret;
951         }
952         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
953
954         // update the duration
955         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
956         currentpos = url_ftell(pb);
957         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
958         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
959
960         // write the md5sum of some frames as the segment UID
961         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
962             uint8_t segment_uid[16];
963             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
964             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
965             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
966         }
967         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
968     }
969
970     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
971     av_free(mkv->md5_ctx);
972     av_free(mkv->tracks);
973     put_flush_packet(pb);
974     return 0;
975 }
976
977 AVOutputFormat matroska_muxer = {
978     "matroska",
979     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
980     "video/x-matroska",
981     "mkv",
982     sizeof(MatroskaMuxContext),
983     CODEC_ID_MP2,
984     CODEC_ID_MPEG4,
985     mkv_write_header,
986     mkv_write_packet,
987     mkv_write_trailer,
988     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
989     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_bmp_tags, ff_codec_wav_tags, 0},
990     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
991 };
992
993 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
994     "matroska",
995     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
996     "audio/x-matroska",
997     "mka",
998     sizeof(MatroskaMuxContext),
999     CODEC_ID_MP2,
1000     CODEC_ID_NONE,
1001     mkv_write_header,
1002     mkv_write_packet,
1003     mkv_write_trailer,
1004     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
1005     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){ff_codec_wav_tags, 0},
1006 };