Flush the buffer after writing the header and when done with writing the files
[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
32 typedef struct ebml_master {
33     int64_t         pos;                ///< absolute offset in the file where the master's elements start
34     int             sizebytes;          ///< how many bytes were reserved for the size
35 } ebml_master;
36
37 typedef struct mkv_seekhead_entry {
38     unsigned int    elementid;
39     uint64_t        segmentpos;
40 } mkv_seekhead_entry;
41
42 typedef struct mkv_seekhead {
43     int64_t                 filepos;
44     int64_t                 segment_offset;     ///< the file offset to the beginning of the segment
45     int                     reserved_size;      ///< -1 if appending to file
46     int                     max_entries;
47     mkv_seekhead_entry      *entries;
48     int                     num_entries;
49 } mkv_seekhead;
50
51 typedef struct {
52     uint64_t        pts;
53     int             tracknum;
54     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the cluster containing the block
55 } mkv_cuepoint;
56
57 typedef struct {
58     int64_t         segment_offset;
59     mkv_cuepoint    *entries;
60     int             num_entries;
61 } mkv_cues;
62
63 typedef struct MatroskaMuxContext {
64     ebml_master     segment;
65     int64_t         segment_offset;
66     int64_t         segment_uid;
67     ebml_master     cluster;
68     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
69     uint64_t        cluster_pts;
70     int64_t         duration_offset;
71     uint64_t        duration;
72     mkv_seekhead    *main_seekhead;
73     mkv_seekhead    *cluster_seekhead;
74     mkv_cues        *cues;
75
76     struct AVMD5    *md5_ctx;
77 } MatroskaMuxContext;
78
79
80 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
81  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
82 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
83
84 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
85  * 8-byte uint max */
86 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
87
88 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
89 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
90
91
92 static int ebml_id_size(unsigned int id)
93 {
94     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
95 }
96
97 static void put_ebml_id(ByteIOContext *pb, unsigned int id)
98 {
99     int i = ebml_id_size(id);
100     while (i--)
101         put_byte(pb, id >> (i*8));
102 }
103
104 /**
105  * Write an EBML size meaning "unknown size".
106  *
107  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
108  */
109 static void put_ebml_size_unknown(ByteIOContext *pb, int bytes)
110 {
111     assert(bytes <= 8);
112     put_byte(pb, 0x1ff >> bytes);
113     while (--bytes)
114         put_byte(pb, 0xff);
115 }
116
117 /**
118  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
119  */
120 static int ebml_num_size(uint64_t num)
121 {
122     int bytes = 1;
123     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
124     return bytes;
125 }
126
127 /**
128  * Write a number in EBML variable length format.
129  *
130  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
131  *              If zero, any number of bytes can be used.
132  */
133 static void put_ebml_num(ByteIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
134 {
135     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
136
137     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
138     assert(num < (1ULL<<56)-1);
139
140     if (bytes == 0)
141         // don't care how many bytes are used, so use the min
142         bytes = needed_bytes;
143     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
144     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
145     assert(bytes >= needed_bytes);
146
147     num |= 1ULL << bytes*7;
148     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
149         put_byte(pb, num >> i*8);
150 }
151
152 static void put_ebml_uint(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
153 {
154     int i, bytes = 1;
155     uint64_t tmp = val;
156     while (tmp>>=8) bytes++;
157
158     put_ebml_id(pb, elementid);
159     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
160     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
161         put_byte(pb, val >> i*8);
162 }
163
164 static void put_ebml_float(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
165 {
166     put_ebml_id(pb, elementid);
167     put_ebml_num(pb, 8, 0);
168     put_be64(pb, av_dbl2int(val));
169 }
170
171 static void put_ebml_binary(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid,
172                             const uint8_t *buf, int size)
173 {
174     put_ebml_id(pb, elementid);
175     put_ebml_num(pb, size, 0);
176     put_buffer(pb, buf, size);
177 }
178
179 static void put_ebml_string(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
180 {
181     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
182 }
183
184 /**
185  * Writes a void element of a given size. Useful for reserving space in
186  * the file to be written to later.
187  *
188  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
189  */
190 static void put_ebml_void(ByteIOContext *pb, uint64_t size)
191 {
192     int64_t currentpos = url_ftell(pb);
193
194     assert(size >= 2);
195
196     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
197     // we need to subtract the length needed to store the size from the
198     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
199     // size if possible, 1 byte otherwise
200     if (size < 10)
201         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
202     else
203         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
204     while(url_ftell(pb) < currentpos + size)
205         put_byte(pb, 0);
206 }
207
208 static ebml_master start_ebml_master(ByteIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
209 {
210     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
211     put_ebml_id(pb, elementid);
212     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
213     return (ebml_master){ url_ftell(pb), bytes };
214 }
215
216 static void end_ebml_master(ByteIOContext *pb, ebml_master master)
217 {
218     int64_t pos = url_ftell(pb);
219
220     // leave the unknown size for masters when streaming
221     if (url_is_streamed(pb))
222         return;
223
224     url_fseek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET);
225     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
226     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
227 }
228
229 static void put_xiph_size(ByteIOContext *pb, int size)
230 {
231     int i;
232     for (i = 0; i < size / 255; i++)
233         put_byte(pb, 255);
234     put_byte(pb, size % 255);
235 }
236
237 /**
238  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
239  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
240  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
241  * that size.
242  *
243  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
244  *                       where the segment begins.
245  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
246  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
247  */
248 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(ByteIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
249 {
250     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
251     if (new_seekhead == NULL)
252         return NULL;
253
254     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
255
256     if (numelements > 0) {
257         new_seekhead->filepos = url_ftell(pb);
258         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
259         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
260         // will fit afterwards
261         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
262         new_seekhead->max_entries = numelements;
263         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
264     }
265     return new_seekhead;
266 }
267
268 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
269 {
270     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
271
272     // don't store more elements than we reserved space for
273     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
274         return -1;
275
276     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
277     if (entries == NULL)
278         return AVERROR(ENOMEM);
279
280     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
281     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
282
283     seekhead->entries = entries;
284     return 0;
285 }
286
287 /**
288  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
289  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
290  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
291  * at the current location in the file.
292  *
293  * @return The file offset where the seekhead was written.
294  */
295 static int64_t mkv_write_seekhead(ByteIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
296 {
297     ebml_master metaseek, seekentry;
298     int64_t currentpos;
299     int i;
300
301     currentpos = url_ftell(pb);
302
303     if (seekhead->reserved_size > 0)
304         url_fseek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET);
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 #define FLAC_STREAMINFO_SIZE 34
424
425 static int put_flac_codecpriv(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
426 {
427     // if the extradata_size is greater than FLAC_STREAMINFO_SIZE,
428     // assume that it's in Matroska format already
429     if (codec->extradata_size < FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
430         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
431         return -1;
432     } else if (codec->extradata_size == FLAC_STREAMINFO_SIZE) {
433         // only the streaminfo packet
434         put_buffer(pb, "fLaC", 4);
435         put_byte(pb, 0x80);
436         put_be24(pb, FLAC_STREAMINFO_SIZE);
437     } else if(memcmp("fLaC", codec->extradata, 4)) {
438         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid FLAC extradata\n");
439         return -1;
440     }
441     put_buffer(pb, codec->extradata, codec->extradata_size);
442     return 0;
443 }
444
445 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
446 {
447     int sri;
448
449     if (codec->extradata_size < 2) {
450         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
451         return;
452     }
453
454     sri = ((codec->extradata[0] << 1) & 0xE) | (codec->extradata[1] >> 7);
455     if (sri > 12) {
456         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC samplerate index out of bounds\n");
457         return;
458     }
459     *sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
460
461     // if sbr, get output sample rate as well
462     if (codec->extradata_size == 5) {
463         sri = (codec->extradata[4] >> 3) & 0xF;
464         if (sri > 12) {
465             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "AAC output samplerate index out of bounds\n");
466             return;
467         }
468         *output_sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sri];
469     }
470 }
471
472 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, ByteIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
473 {
474     ByteIOContext *dyn_cp;
475     uint8_t *codecpriv;
476     int ret, codecpriv_size;
477
478     ret = url_open_dyn_buf(&dyn_cp);
479     if(ret < 0)
480         return ret;
481
482     if (native_id) {
483         if (codec->codec_id == CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == CODEC_ID_THEORA)
484             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
485         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_FLAC)
486             ret = put_flac_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
487         else if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264)
488             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
489         else if (codec->extradata_size)
490             put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
491     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
492         if (qt_id) {
493             if (!codec->codec_tag)
494                 codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
495             if (codec->extradata_size)
496                 put_buffer(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
497         } else {
498         if (!codec->codec_tag)
499             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_bmp_tags, codec->codec_id);
500         if (!codec->codec_tag) {
501             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec ID found.");
502             ret = -1;
503         }
504
505         put_bmp_header(dyn_cp, codec, codec_bmp_tags, 0);
506         }
507
508     } else if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
509         if (!codec->codec_tag)
510             codec->codec_tag = codec_get_tag(codec_wav_tags, codec->codec_id);
511         if (!codec->codec_tag) {
512             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec ID found.");
513             ret = -1;
514         }
515
516         put_wav_header(dyn_cp, codec);
517     }
518
519     codecpriv_size = url_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
520     if (codecpriv_size)
521         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
522     av_free(codecpriv);
523     return ret;
524 }
525
526 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
527 {
528     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
529     ByteIOContext *pb = s->pb;
530     ebml_master tracks;
531     int i, j, ret;
532
533     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, url_ftell(pb));
534     if (ret < 0) return ret;
535
536     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
537     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
538         AVStream *st = s->streams[i];
539         AVCodecContext *codec = st->codec;
540         ebml_master subinfo, track;
541         int native_id = 0;
542         int qt_id = 0;
543         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
544         int sample_rate = codec->sample_rate;
545         int output_sample_rate = 0;
546
547         if (!bit_depth)
548             bit_depth = av_get_bits_per_sample_format(codec->sample_fmt);
549
550         if (codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)
551             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
552
553         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
554         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
555         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
556         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
557
558         if (st->language[0])
559             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, st->language);
560         else
561             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, "und");
562
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     int ret;
647
648     mkv->md5_ctx = av_mallocz(av_md5_size);
649     av_md5_init(mkv->md5_ctx);
650
651     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
652     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
653     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
654     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
655     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
656     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            ,  "matroska");
657     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
658     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
659     end_ebml_master(pb, ebml_header);
660
661     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
662     mkv->segment_offset = url_ftell(pb);
663
664     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
665     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
666     // elements (including the seek head at the end of the file), which
667     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
668     // currently defined level 1 element
669     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
670     mkv->cluster_seekhead = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 0);
671     if (mkv->main_seekhead == NULL || mkv->cluster_seekhead == NULL)
672         return AVERROR(ENOMEM);
673
674     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, url_ftell(pb));
675     if (ret < 0) return ret;
676
677     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
678     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
679     if (strlen(s->title))
680         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, s->title);
681     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
682         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
683         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
684
685         // reserve space to write the segment UID later
686         mkv->segment_uid = url_ftell(pb);
687         put_ebml_void(pb, 19);
688     }
689
690     // reserve space for the duration
691     mkv->duration = 0;
692     mkv->duration_offset = url_ftell(pb);
693     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
694     end_ebml_master(pb, segment_info);
695
696     ret = mkv_write_tracks(s);
697     if (ret < 0) return ret;
698
699     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
700     if (ret < 0) return ret;
701
702     mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
703     mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
704     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, 0);
705     mkv->cluster_pts = 0;
706
707     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
708     if (mkv->cues == NULL)
709         return AVERROR(ENOMEM);
710
711     put_flush_packet(pb);
712     return 0;
713 }
714
715 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
716 {
717     int size = pkt_size + 4;
718     size += ebml_num_size(size);
719     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
720     size += 8;              // max size of block duration
721     size += ebml_num_size(size);
722     size += 1;              // blockgroup EBML ID
723     return size;
724 }
725
726 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
727 {
728     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
729     uint64_t start, end;
730
731     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
732                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
733         return 0;
734     start = 3600000*sh + 60000*sm + 1000*ss + 10*sc;
735     end   = 3600000*eh + 60000*em + 1000*es + 10*ec;
736     return end - start;
737 }
738
739 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
740 {
741     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
742     ByteIOContext *pb = s->pb;
743     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
744     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
745     ebml_master blockgroup;
746     char buffer[2048];
747
748     while (data_size) {
749         int duration = ass_get_duration(data);
750         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
751         end = memchr(data, '\n', data_size);
752         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
753         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
754         start = data;
755         for (i=0; i<3; i++, start++)
756             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
757                 return max_duration;
758         size -= start - data;
759         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
760         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
761                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++, layer);
762         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
763         memcpy(buffer+i, start, size-i);
764
765         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
766                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
767                url_ftell(pb), size, pkt->pts, duration);
768         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
769         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
770         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
771         put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
772         put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
773         put_byte(pb, 0);
774         put_buffer(pb, buffer, size);
775         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
776         end_ebml_master(pb, blockgroup);
777
778         data += line_size;
779         data_size -= line_size;
780     }
781
782     return max_duration;
783 }
784
785 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
786 {
787     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
788     ByteIOContext *pb = s->pb;
789     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
790
791     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
792            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
793            url_ftell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
794     put_ebml_id(pb, blockid);
795     put_ebml_num(pb, pkt->size+4, 0);
796     put_byte(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
797     put_be16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
798     put_byte(pb, flags);
799     if (codec->codec_id == CODEC_ID_H264 &&
800         codec->extradata_size > 0 && AV_RB32(codec->extradata) == 0x00000001) {
801         /* from x264 or from bytestream h264 */
802         /* nal reformating needed */
803         ff_avc_parse_nal_units(pb, pkt->data, pkt->size);
804     } else {
805         put_buffer(pb, pkt->data, pkt->size);
806     }
807 }
808
809 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
810 {
811     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
812     ByteIOContext *pb = s->pb;
813     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
814     int keyframe = !!(pkt->flags & PKT_FLAG_KEY);
815     int duration = pkt->duration;
816     int ret;
817
818     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec
819     if (url_ftell(pb) > mkv->cluster_pos + 5*1024*1024 || pkt->pts > mkv->cluster_pts + 5000) {
820         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
821                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", url_ftell(pb), pkt->pts);
822         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
823
824         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->cluster_seekhead, MATROSKA_ID_CLUSTER, url_ftell(pb));
825         if (ret < 0) return ret;
826
827         mkv->cluster_pos = url_ftell(pb);
828         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
829         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, pkt->pts);
830         mkv->cluster_pts = pkt->pts;
831         av_md5_update(mkv->md5_ctx, pkt->data, FFMIN(200, pkt->size));
832     }
833
834     if (codec->codec_type != CODEC_TYPE_SUBTITLE) {
835         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
836     } else if (codec->codec_id == CODEC_ID_SSA) {
837         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pkt);
838     } else {
839         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
840         duration = pkt->convergence_duration;
841         mkv_write_block(s, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
842         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
843         end_ebml_master(pb, blockgroup);
844     }
845
846     if (codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO && keyframe) {
847         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt, mkv->cluster_pos);
848         if (ret < 0) return ret;
849     }
850
851     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, pkt->pts + duration);
852     return 0;
853 }
854
855 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
856 {
857     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
858     ByteIOContext *pb = s->pb;
859     int64_t currentpos, second_seekhead, cuespos;
860     int ret;
861
862     end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
863
864     if (!url_is_streamed(pb)) {
865         cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, s->nb_streams);
866         second_seekhead = mkv_write_seekhead(pb, mkv->cluster_seekhead);
867
868         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES    , cuespos);
869         if (ret < 0) return ret;
870         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, second_seekhead);
871         if (ret < 0) return ret;
872         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
873
874         // update the duration
875         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
876         currentpos = url_ftell(pb);
877         url_fseek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
878         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
879
880         // write the md5sum of some frames as the segment UID
881         if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
882             uint8_t segment_uid[16];
883             av_md5_final(mkv->md5_ctx, segment_uid);
884             url_fseek(pb, mkv->segment_uid, SEEK_SET);
885             put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
886         }
887         url_fseek(pb, currentpos, SEEK_SET);
888     }
889
890     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
891     av_free(mkv->md5_ctx);
892     put_flush_packet(pb);
893     return 0;
894 }
895
896 AVOutputFormat matroska_muxer = {
897     "matroska",
898     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
899     "video/x-matroska",
900     "mkv",
901     sizeof(MatroskaMuxContext),
902     CODEC_ID_MP2,
903     CODEC_ID_MPEG4,
904     mkv_write_header,
905     mkv_write_packet,
906     mkv_write_trailer,
907     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
908     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
909     .subtitle_codec = CODEC_ID_TEXT,
910 };
911
912 AVOutputFormat matroska_audio_muxer = {
913     "matroska",
914     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska file format"),
915     "audio/x-matroska",
916     "mka",
917     sizeof(MatroskaMuxContext),
918     CODEC_ID_MP2,
919     CODEC_ID_NONE,
920     mkv_write_header,
921     mkv_write_packet,
922     mkv_write_trailer,
923     .flags = AVFMT_GLOBALHEADER,
924     .codec_tag = (const AVCodecTag* const []){codec_wav_tags, 0},
925 };