Merge commit '794ca87d2bff2513118de8b97595b3e23070e67d'
[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 "avc.h"
23 #include "avformat.h"
24 #include "avlanguage.h"
25 #include "flacenc.h"
26 #include "internal.h"
27 #include "isom.h"
28 #include "matroska.h"
29 #include "riff.h"
30
31 #include "libavutil/avstring.h"
32 #include "libavutil/dict.h"
33 #include "libavutil/intfloat.h"
34 #include "libavutil/intreadwrite.h"
35 #include "libavutil/lfg.h"
36 #include "libavutil/mathematics.h"
37 #include "libavutil/opt.h"
38 #include "libavutil/random_seed.h"
39 #include "libavutil/samplefmt.h"
40 #include "libavutil/sha.h"
41
42 #include "libavcodec/xiph.h"
43 #include "libavcodec/mpeg4audio.h"
44
45 typedef struct ebml_master {
46     int64_t         pos;                ///< absolute offset in the file where the master's elements start
47     int             sizebytes;          ///< how many bytes were reserved for the size
48 } ebml_master;
49
50 typedef struct mkv_seekhead_entry {
51     unsigned int    elementid;
52     uint64_t        segmentpos;
53 } mkv_seekhead_entry;
54
55 typedef struct mkv_seekhead {
56     int64_t                 filepos;
57     int64_t                 segment_offset;     ///< the file offset to the beginning of the segment
58     int                     reserved_size;      ///< -1 if appending to file
59     int                     max_entries;
60     mkv_seekhead_entry      *entries;
61     int                     num_entries;
62 } mkv_seekhead;
63
64 typedef struct {
65     uint64_t        pts;
66     int             tracknum;
67     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the cluster containing the block
68 } mkv_cuepoint;
69
70 typedef struct {
71     int64_t         segment_offset;
72     mkv_cuepoint    *entries;
73     int             num_entries;
74 } mkv_cues;
75
76 typedef struct {
77     int             write_dts;
78     int             has_cue;
79 } mkv_track;
80
81 #define MODE_MATROSKAv2 0x01
82 #define MODE_WEBM       0x02
83
84 typedef struct MatroskaMuxContext {
85     const AVClass  *class;
86     int             mode;
87     AVIOContext   *dyn_bc;
88     ebml_master     segment;
89     int64_t         segment_offset;
90     ebml_master     cluster;
91     int64_t         cluster_pos;        ///< file offset of the current cluster
92     int64_t         cluster_pts;
93     int64_t         duration_offset;
94     int64_t         duration;
95     mkv_seekhead    *main_seekhead;
96     mkv_cues        *cues;
97     mkv_track       *tracks;
98
99     AVPacket        cur_audio_pkt;
100
101     int have_attachments;
102
103     int reserve_cues_space;
104     int64_t cues_pos;
105 } MatroskaMuxContext;
106
107
108 /** 2 bytes * 3 for EBML IDs, 3 1-byte EBML lengths, 8 bytes for 64 bit
109  * offset, 4 bytes for target EBML ID */
110 #define MAX_SEEKENTRY_SIZE 21
111
112 /** per-cuepoint-track - 3 1-byte EBML IDs, 3 1-byte EBML sizes, 2
113  * 8-byte uint max */
114 #define MAX_CUETRACKPOS_SIZE 22
115
116 /** per-cuepoint - 2 1-byte EBML IDs, 2 1-byte EBML sizes, 8-byte uint max */
117 #define MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks) 12 + MAX_CUETRACKPOS_SIZE*num_tracks
118
119
120 static int ebml_id_size(unsigned int id)
121 {
122     return (av_log2(id+1)-1)/7+1;
123 }
124
125 static void put_ebml_id(AVIOContext *pb, unsigned int id)
126 {
127     int i = ebml_id_size(id);
128     while (i--)
129         avio_w8(pb, (uint8_t)(id >> (i*8)));
130 }
131
132 /**
133  * Write an EBML size meaning "unknown size".
134  *
135  * @param bytes The number of bytes the size should occupy (maximum: 8).
136  */
137 static void put_ebml_size_unknown(AVIOContext *pb, int bytes)
138 {
139     av_assert0(bytes <= 8);
140     avio_w8(pb, 0x1ff >> bytes);
141     while (--bytes)
142         avio_w8(pb, 0xff);
143 }
144
145 /**
146  * Calculate how many bytes are needed to represent a given number in EBML.
147  */
148 static int ebml_num_size(uint64_t num)
149 {
150     int bytes = 1;
151     while ((num+1) >> bytes*7) bytes++;
152     return bytes;
153 }
154
155 /**
156  * Write a number in EBML variable length format.
157  *
158  * @param bytes The number of bytes that need to be used to write the number.
159  *              If zero, any number of bytes can be used.
160  */
161 static void put_ebml_num(AVIOContext *pb, uint64_t num, int bytes)
162 {
163     int i, needed_bytes = ebml_num_size(num);
164
165     // sizes larger than this are currently undefined in EBML
166     av_assert0(num < (1ULL<<56)-1);
167
168     if (bytes == 0)
169         // don't care how many bytes are used, so use the min
170         bytes = needed_bytes;
171     // the bytes needed to write the given size would exceed the bytes
172     // that we need to use, so write unknown size. This shouldn't happen.
173     av_assert0(bytes >= needed_bytes);
174
175     num |= 1ULL << bytes*7;
176     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
177         avio_w8(pb, (uint8_t)(num >> i*8));
178 }
179
180 static void put_ebml_uint(AVIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t val)
181 {
182     int i, bytes = 1;
183     uint64_t tmp = val;
184     while (tmp>>=8) bytes++;
185
186     put_ebml_id(pb, elementid);
187     put_ebml_num(pb, bytes, 0);
188     for (i = bytes - 1; i >= 0; i--)
189         avio_w8(pb, (uint8_t)(val >> i*8));
190 }
191
192 static void put_ebml_float(AVIOContext *pb, unsigned int elementid, double val)
193 {
194     put_ebml_id(pb, elementid);
195     put_ebml_num(pb, 8, 0);
196     avio_wb64(pb, av_double2int(val));
197 }
198
199 static void put_ebml_binary(AVIOContext *pb, unsigned int elementid,
200                             const void *buf, int size)
201 {
202     put_ebml_id(pb, elementid);
203     put_ebml_num(pb, size, 0);
204     avio_write(pb, buf, size);
205 }
206
207 static void put_ebml_string(AVIOContext *pb, unsigned int elementid, const char *str)
208 {
209     put_ebml_binary(pb, elementid, str, strlen(str));
210 }
211
212 /**
213  * Write a void element of a given size. Useful for reserving space in
214  * the file to be written to later.
215  *
216  * @param size The number of bytes to reserve, which must be at least 2.
217  */
218 static void put_ebml_void(AVIOContext *pb, uint64_t size)
219 {
220     int64_t currentpos = avio_tell(pb);
221
222     av_assert0(size >= 2);
223
224     put_ebml_id(pb, EBML_ID_VOID);
225     // we need to subtract the length needed to store the size from the
226     // size we need to reserve so 2 cases, we use 8 bytes to store the
227     // size if possible, 1 byte otherwise
228     if (size < 10)
229         put_ebml_num(pb, size-1, 0);
230     else
231         put_ebml_num(pb, size-9, 8);
232     while(avio_tell(pb) < currentpos + size)
233         avio_w8(pb, 0);
234 }
235
236 static ebml_master start_ebml_master(AVIOContext *pb, unsigned int elementid, uint64_t expectedsize)
237 {
238     int bytes = expectedsize ? ebml_num_size(expectedsize) : 8;
239     put_ebml_id(pb, elementid);
240     put_ebml_size_unknown(pb, bytes);
241     return (ebml_master){ avio_tell(pb), bytes };
242 }
243
244 static void end_ebml_master(AVIOContext *pb, ebml_master master)
245 {
246     int64_t pos = avio_tell(pb);
247
248     if (avio_seek(pb, master.pos - master.sizebytes, SEEK_SET) < 0)
249         return;
250     put_ebml_num(pb, pos - master.pos, master.sizebytes);
251     avio_seek(pb, pos, SEEK_SET);
252 }
253
254 static void put_xiph_size(AVIOContext *pb, int size)
255 {
256     int i;
257     for (i = 0; i < size / 255; i++)
258         avio_w8(pb, 255);
259     avio_w8(pb, size % 255);
260 }
261
262 /**
263  * Initialize a mkv_seekhead element to be ready to index level 1 Matroska
264  * elements. If a maximum number of elements is specified, enough space
265  * will be reserved at the current file location to write a seek head of
266  * that size.
267  *
268  * @param segment_offset The absolute offset to the position in the file
269  *                       where the segment begins.
270  * @param numelements The maximum number of elements that will be indexed
271  *                    by this seek head, 0 if unlimited.
272  */
273 static mkv_seekhead * mkv_start_seekhead(AVIOContext *pb, int64_t segment_offset, int numelements)
274 {
275     mkv_seekhead *new_seekhead = av_mallocz(sizeof(mkv_seekhead));
276     if (new_seekhead == NULL)
277         return NULL;
278
279     new_seekhead->segment_offset = segment_offset;
280
281     if (numelements > 0) {
282         new_seekhead->filepos = avio_tell(pb);
283         // 21 bytes max for a seek entry, 10 bytes max for the SeekHead ID
284         // and size, and 3 bytes to guarantee that an EBML void element
285         // will fit afterwards
286         new_seekhead->reserved_size = numelements * MAX_SEEKENTRY_SIZE + 13;
287         new_seekhead->max_entries = numelements;
288         put_ebml_void(pb, new_seekhead->reserved_size);
289     }
290     return new_seekhead;
291 }
292
293 static int mkv_add_seekhead_entry(mkv_seekhead *seekhead, unsigned int elementid, uint64_t filepos)
294 {
295     mkv_seekhead_entry *entries = seekhead->entries;
296
297     // don't store more elements than we reserved space for
298     if (seekhead->max_entries > 0 && seekhead->max_entries <= seekhead->num_entries)
299         return -1;
300
301     entries = av_realloc(entries, (seekhead->num_entries + 1) * sizeof(mkv_seekhead_entry));
302     if (entries == NULL)
303         return AVERROR(ENOMEM);
304
305     entries[seekhead->num_entries  ].elementid = elementid;
306     entries[seekhead->num_entries++].segmentpos = filepos - seekhead->segment_offset;
307
308     seekhead->entries = entries;
309     return 0;
310 }
311
312 /**
313  * Write the seek head to the file and free it. If a maximum number of
314  * elements was specified to mkv_start_seekhead(), the seek head will
315  * be written at the location reserved for it. Otherwise, it is written
316  * at the current location in the file.
317  *
318  * @return The file offset where the seekhead was written,
319  * -1 if an error occurred.
320  */
321 static int64_t mkv_write_seekhead(AVIOContext *pb, mkv_seekhead *seekhead)
322 {
323     ebml_master metaseek, seekentry;
324     int64_t currentpos;
325     int i;
326
327     currentpos = avio_tell(pb);
328
329     if (seekhead->reserved_size > 0) {
330         if (avio_seek(pb, seekhead->filepos, SEEK_SET) < 0) {
331             currentpos = -1;
332             goto fail;
333         }
334     }
335
336     metaseek = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKHEAD, seekhead->reserved_size);
337     for (i = 0; i < seekhead->num_entries; i++) {
338         mkv_seekhead_entry *entry = &seekhead->entries[i];
339
340         seekentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEEKENTRY, MAX_SEEKENTRY_SIZE);
341
342         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_SEEKID);
343         put_ebml_num(pb, ebml_id_size(entry->elementid), 0);
344         put_ebml_id(pb, entry->elementid);
345
346         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_SEEKPOSITION, entry->segmentpos);
347         end_ebml_master(pb, seekentry);
348     }
349     end_ebml_master(pb, metaseek);
350
351     if (seekhead->reserved_size > 0) {
352         uint64_t remaining = seekhead->filepos + seekhead->reserved_size - avio_tell(pb);
353         put_ebml_void(pb, remaining);
354         avio_seek(pb, currentpos, SEEK_SET);
355
356         currentpos = seekhead->filepos;
357     }
358 fail:
359     av_free(seekhead->entries);
360     av_free(seekhead);
361
362     return currentpos;
363 }
364
365 static mkv_cues * mkv_start_cues(int64_t segment_offset)
366 {
367     mkv_cues *cues = av_mallocz(sizeof(mkv_cues));
368     if (cues == NULL)
369         return NULL;
370
371     cues->segment_offset = segment_offset;
372     return cues;
373 }
374
375 static int mkv_add_cuepoint(mkv_cues *cues, int stream, int64_t ts, int64_t cluster_pos)
376 {
377     mkv_cuepoint *entries = cues->entries;
378
379     if (ts < 0)
380         return 0;
381
382     entries = av_realloc(entries, (cues->num_entries + 1) * sizeof(mkv_cuepoint));
383     if (entries == NULL)
384         return AVERROR(ENOMEM);
385
386     entries[cues->num_entries  ].pts = ts;
387     entries[cues->num_entries  ].tracknum = stream + 1;
388     entries[cues->num_entries++].cluster_pos = cluster_pos - cues->segment_offset;
389
390     cues->entries = entries;
391     return 0;
392 }
393
394 static int64_t mkv_write_cues(AVIOContext *pb, mkv_cues *cues, mkv_track *tracks, int num_tracks)
395 {
396     ebml_master cues_element;
397     int64_t currentpos;
398     int i, j;
399
400     currentpos = avio_tell(pb);
401     cues_element = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUES, 0);
402
403     for (i = 0; i < cues->num_entries; i++) {
404         ebml_master cuepoint, track_positions;
405         mkv_cuepoint *entry = &cues->entries[i];
406         uint64_t pts = entry->pts;
407
408         cuepoint = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_POINTENTRY, MAX_CUEPOINT_SIZE(num_tracks));
409         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETIME, pts);
410
411         // put all the entries from different tracks that have the exact same
412         // timestamp into the same CuePoint
413         for (j = 0; j < num_tracks; j++)
414             tracks[j].has_cue = 0;
415         for (j = 0; j < cues->num_entries - i && entry[j].pts == pts; j++) {
416             int tracknum = entry[j].tracknum - 1;
417             av_assert0(tracknum>=0 && tracknum<num_tracks);
418             if (tracks[tracknum].has_cue)
419                 continue;
420             tracks[tracknum].has_cue = 1;
421             track_positions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CUETRACKPOSITION, MAX_CUETRACKPOS_SIZE);
422             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUETRACK          , entry[j].tracknum   );
423             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CUECLUSTERPOSITION, entry[j].cluster_pos);
424             end_ebml_master(pb, track_positions);
425         }
426         i += j - 1;
427         end_ebml_master(pb, cuepoint);
428     }
429     end_ebml_master(pb, cues_element);
430
431     return currentpos;
432 }
433
434 static int put_xiph_codecpriv(AVFormatContext *s, AVIOContext *pb, AVCodecContext *codec)
435 {
436     uint8_t *header_start[3];
437     int header_len[3];
438     int first_header_size;
439     int j;
440
441     if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS)
442         first_header_size = 30;
443     else
444         first_header_size = 42;
445
446     if (avpriv_split_xiph_headers(codec->extradata, codec->extradata_size,
447                               first_header_size, header_start, header_len) < 0) {
448         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
449         return -1;
450     }
451
452     avio_w8(pb, 2);                    // number packets - 1
453     for (j = 0; j < 2; j++) {
454         put_xiph_size(pb, header_len[j]);
455     }
456     for (j = 0; j < 3; j++)
457         avio_write(pb, header_start[j], header_len[j]);
458
459     return 0;
460 }
461
462 static void get_aac_sample_rates(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec, int *sample_rate, int *output_sample_rate)
463 {
464     MPEG4AudioConfig mp4ac;
465
466     if (avpriv_mpeg4audio_get_config(&mp4ac, codec->extradata,
467                                      codec->extradata_size * 8, 1) < 0) {
468         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Error parsing AAC extradata, unable to determine samplerate.\n");
469         return;
470     }
471
472     *sample_rate        = mp4ac.sample_rate;
473     *output_sample_rate = mp4ac.ext_sample_rate;
474 }
475
476 static int mkv_write_codecprivate(AVFormatContext *s, AVIOContext *pb, AVCodecContext *codec, int native_id, int qt_id)
477 {
478     AVIOContext *dyn_cp;
479     uint8_t *codecpriv;
480     int ret, codecpriv_size;
481
482     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_cp);
483     if(ret < 0)
484         return ret;
485
486     if (native_id) {
487         if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS || codec->codec_id == AV_CODEC_ID_THEORA)
488             ret = put_xiph_codecpriv(s, dyn_cp, codec);
489         else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_FLAC)
490             ret = ff_flac_write_header(dyn_cp, codec, 1);
491         else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264)
492             ret = ff_isom_write_avcc(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
493         else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_ALAC) {
494             if (codec->extradata_size < 36) {
495                 av_log(s, AV_LOG_ERROR,
496                        "Invalid extradata found, ALAC expects a 36-byte "
497                        "QuickTime atom.");
498                 ret = AVERROR_INVALIDDATA;
499             } else
500                 avio_write(dyn_cp, codec->extradata + 12,
501                                    codec->extradata_size - 12);
502         }
503         else if (codec->extradata_size && codec->codec_id != AV_CODEC_ID_TTA)
504             avio_write(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
505     } else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
506         if (qt_id) {
507             if (!codec->codec_tag)
508                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_movvideo_tags, codec->codec_id);
509             if (codec->extradata_size)
510                 avio_write(dyn_cp, codec->extradata, codec->extradata_size);
511         } else {
512             if (!codec->codec_tag)
513                 codec->codec_tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags, codec->codec_id);
514             if (!codec->codec_tag) {
515                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No bmp codec tag found for codec %s\n",
516                        avcodec_get_name(codec->codec_id));
517                 ret = AVERROR(EINVAL);
518             }
519
520             ff_put_bmp_header(dyn_cp, codec, ff_codec_bmp_tags, 0);
521         }
522
523     } else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
524         unsigned int tag;
525         tag = ff_codec_get_tag(ff_codec_wav_tags, codec->codec_id);
526         if (!tag) {
527             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No wav codec tag found for codec %s\n",
528                    avcodec_get_name(codec->codec_id));
529             ret = AVERROR(EINVAL);
530         }
531         if (!codec->codec_tag)
532             codec->codec_tag = tag;
533
534         ff_put_wav_header(dyn_cp, codec);
535     }
536
537     codecpriv_size = avio_close_dyn_buf(dyn_cp, &codecpriv);
538     if (codecpriv_size)
539         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_CODECPRIVATE, codecpriv, codecpriv_size);
540     av_free(codecpriv);
541     return ret;
542 }
543
544 static int mkv_write_tracks(AVFormatContext *s)
545 {
546     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
547     AVIOContext *pb = s->pb;
548     ebml_master tracks;
549     int i, j, ret, default_stream_exists = 0;
550
551     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TRACKS, avio_tell(pb));
552     if (ret < 0) return ret;
553
554     tracks = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKS, 0);
555     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
556         AVStream *st = s->streams[i];
557         default_stream_exists |= st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT;
558     }
559     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
560         AVStream *st = s->streams[i];
561         AVCodecContext *codec = st->codec;
562         ebml_master subinfo, track;
563         int native_id = 0;
564         int qt_id = 0;
565         int bit_depth = av_get_bits_per_sample(codec->codec_id);
566         int sample_rate = codec->sample_rate;
567         int output_sample_rate = 0;
568         AVDictionaryEntry *tag;
569
570         if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_ATTACHMENT) {
571             mkv->have_attachments = 1;
572             continue;
573         }
574
575         if (!bit_depth)
576             bit_depth = av_get_bytes_per_sample(codec->sample_fmt) << 3;
577         if (!bit_depth)
578             bit_depth = codec->bits_per_coded_sample;
579
580         if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC)
581             get_aac_sample_rates(s, codec, &sample_rate, &output_sample_rate);
582
583         track = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKENTRY, 0);
584         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKNUMBER     , i + 1);
585         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKUID        , i + 1);
586         put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGLACING , 0);    // no lacing (yet)
587
588         if ((tag = av_dict_get(st->metadata, "title", NULL, 0)))
589             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKNAME, tag->value);
590         tag = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
591         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TRACKLANGUAGE, tag ? tag->value:"und");
592
593         if (default_stream_exists) {
594             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGDEFAULT, !!(st->disposition & AV_DISPOSITION_DEFAULT));
595         }
596         if (st->disposition & AV_DISPOSITION_FORCED)
597             put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKFLAGFORCED, 1);
598
599         // look for a codec ID string specific to mkv to use,
600         // if none are found, use AVI codes
601         for (j = 0; ff_mkv_codec_tags[j].id != AV_CODEC_ID_NONE; j++) {
602             if (ff_mkv_codec_tags[j].id == codec->codec_id) {
603                 put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, ff_mkv_codec_tags[j].str);
604                 native_id = 1;
605                 break;
606             }
607         }
608
609         if (mkv->mode == MODE_WEBM && !(codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VP8 ||
610                                         codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS)) {
611             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
612                    "Only VP8 video and Vorbis audio are supported for WebM.\n");
613             return AVERROR(EINVAL);
614         }
615
616         switch (codec->codec_type) {
617             case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
618                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_VIDEO);
619                 if(st->avg_frame_rate.num && st->avg_frame_rate.den && 1.0/av_q2d(st->avg_frame_rate) > av_q2d(codec->time_base))
620                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKDEFAULTDURATION, 1E9/av_q2d(st->avg_frame_rate));
621                 else
622                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKDEFAULTDURATION, av_q2d(codec->time_base)*1E9);
623
624                 if (!native_id &&
625                       ff_codec_get_tag(ff_codec_movvideo_tags, codec->codec_id) &&
626                     (!ff_codec_get_tag(ff_codec_bmp_tags,   codec->codec_id)
627                      || codec->codec_id == AV_CODEC_ID_SVQ1
628                      || codec->codec_id == AV_CODEC_ID_SVQ3
629                      || codec->codec_id == AV_CODEC_ID_CINEPAK))
630                     qt_id = 1;
631
632                 if (qt_id)
633                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_QUICKTIME");
634                 else if (!native_id) {
635                     // if there is no mkv-specific codec ID, use VFW mode
636                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "V_MS/VFW/FOURCC");
637                     mkv->tracks[i].write_dts = 1;
638                 }
639
640                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKVIDEO, 0);
641                 // XXX: interlace flag?
642                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELWIDTH , codec->width);
643                 put_ebml_uint (pb, MATROSKA_ID_VIDEOPIXELHEIGHT, codec->height);
644
645                 if ((tag = av_dict_get(st->metadata, "stereo_mode", NULL, 0)) ||
646                     (tag = av_dict_get( s->metadata, "stereo_mode", NULL, 0))) {
647                     // save stereo mode flag
648                     uint64_t st_mode = MATROSKA_VIDEO_STEREO_MODE_COUNT;
649
650                     for (j=0; j<MATROSKA_VIDEO_STEREO_MODE_COUNT; j++)
651                         if (!strcmp(tag->value, ff_matroska_video_stereo_mode[j])){
652                             st_mode = j;
653                             break;
654                         }
655
656                     if ((mkv->mode == MODE_WEBM && st_mode > 3 && st_mode != 11)
657                         || st_mode >= MATROSKA_VIDEO_STEREO_MODE_COUNT) {
658                         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
659                                "The specified stereo mode is not valid.\n");
660                         return AVERROR(EINVAL);
661                     } else
662                         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEOSTEREOMODE, st_mode);
663                 }
664
665                 if ((tag = av_dict_get(st->metadata, "alpha_mode", NULL, 0)) ||
666                     (tag = av_dict_get( s->metadata, "alpha_mode", NULL, 0)) ||
667                     (codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVA420P)) {
668                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEOALPHAMODE, 1);
669                 }
670
671                 if (st->sample_aspect_ratio.num) {
672                     int64_t d_width = av_rescale(codec->width, st->sample_aspect_ratio.num, st->sample_aspect_ratio.den);
673                     if (d_width > INT_MAX) {
674                         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Overflow in display width\n");
675                         return AVERROR(EINVAL);
676                     }
677                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYWIDTH , d_width);
678                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_VIDEODISPLAYHEIGHT, codec->height);
679                 }
680
681                 if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO) {
682                     uint32_t color_space = av_le2ne32(codec->codec_tag);
683                     put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_VIDEOCOLORSPACE, &color_space, sizeof(color_space));
684                 }
685                 end_ebml_master(pb, subinfo);
686                 break;
687
688             case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
689                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_AUDIO);
690
691                 if (!native_id)
692                     // no mkv-specific ID, use ACM mode
693                     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CODECID, "A_MS/ACM");
694
695                 subinfo = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_TRACKAUDIO, 0);
696                 put_ebml_uint  (pb, MATROSKA_ID_AUDIOCHANNELS    , codec->channels);
697                 put_ebml_float (pb, MATROSKA_ID_AUDIOSAMPLINGFREQ, sample_rate);
698                 if (output_sample_rate)
699                     put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_AUDIOOUTSAMPLINGFREQ, output_sample_rate);
700                 if (bit_depth)
701                     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_AUDIOBITDEPTH, bit_depth);
702                 end_ebml_master(pb, subinfo);
703                 break;
704
705             case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
706                 put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TRACKTYPE, MATROSKA_TRACK_TYPE_SUBTITLE);
707                 if (!native_id) {
708                     av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Subtitle codec %d is not supported.\n", codec->codec_id);
709                     return AVERROR(ENOSYS);
710                 }
711                 break;
712             default:
713                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Only audio, video, and subtitles are supported for Matroska.\n");
714                 return AVERROR(EINVAL);
715         }
716         ret = mkv_write_codecprivate(s, pb, codec, native_id, qt_id);
717         if (ret < 0) return ret;
718
719         end_ebml_master(pb, track);
720
721         // ms precision is the de-facto standard timescale for mkv files
722         avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000);
723     }
724     end_ebml_master(pb, tracks);
725     return 0;
726 }
727
728 static int mkv_write_chapters(AVFormatContext *s)
729 {
730     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
731     AVIOContext *pb = s->pb;
732     ebml_master chapters, editionentry;
733     AVRational scale = {1, 1E9};
734     int i, ret;
735
736     if (!s->nb_chapters)
737         return 0;
738
739     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CHAPTERS, avio_tell(pb));
740     if (ret < 0) return ret;
741
742     chapters     = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERS    , 0);
743     editionentry = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_EDITIONENTRY, 0);
744     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGDEFAULT, 1);
745     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_EDITIONFLAGHIDDEN , 0);
746     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
747         ebml_master chapteratom, chapterdisplay;
748         AVChapter *c     = s->chapters[i];
749         AVDictionaryEntry *t = NULL;
750
751         chapteratom = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERATOM, 0);
752         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERUID, c->id);
753         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMESTART,
754                       av_rescale_q(c->start, c->time_base, scale));
755         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERTIMEEND,
756                       av_rescale_q(c->end,   c->time_base, scale));
757         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGHIDDEN , 0);
758         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERFLAGENABLED, 1);
759         if ((t = av_dict_get(c->metadata, "title", NULL, 0))) {
760             chapterdisplay = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CHAPTERDISPLAY, 0);
761             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPSTRING, t->value);
762             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_CHAPLANG  , "und");
763             end_ebml_master(pb, chapterdisplay);
764         }
765         end_ebml_master(pb, chapteratom);
766     }
767     end_ebml_master(pb, editionentry);
768     end_ebml_master(pb, chapters);
769     return 0;
770 }
771
772 static void mkv_write_simpletag(AVIOContext *pb, AVDictionaryEntry *t)
773 {
774     uint8_t *key = av_strdup(t->key);
775     uint8_t *p   = key;
776     const uint8_t *lang = NULL;
777     ebml_master tag;
778
779     if ((p = strrchr(p, '-')) &&
780         (lang = av_convert_lang_to(p + 1, AV_LANG_ISO639_2_BIBL)))
781         *p = 0;
782
783     p = key;
784     while (*p) {
785         if (*p == ' ')
786             *p = '_';
787         else if (*p >= 'a' && *p <= 'z')
788             *p -= 'a' - 'A';
789         p++;
790     }
791
792     tag = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SIMPLETAG, 0);
793     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TAGNAME, key);
794     if (lang)
795         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TAGLANG, lang);
796     put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TAGSTRING, t->value);
797     end_ebml_master(pb, tag);
798
799     av_freep(&key);
800 }
801
802 static int mkv_write_tag(AVFormatContext *s, AVDictionary *m, unsigned int elementid,
803                          unsigned int uid, ebml_master *tags)
804 {
805     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
806     ebml_master tag, targets;
807     AVDictionaryEntry *t = NULL;
808     int ret;
809
810     if (!tags->pos) {
811         ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_TAGS, avio_tell(s->pb));
812         if (ret < 0) return ret;
813
814         *tags = start_ebml_master(s->pb, MATROSKA_ID_TAGS, 0);
815     }
816
817     tag     = start_ebml_master(s->pb, MATROSKA_ID_TAG,        0);
818     targets = start_ebml_master(s->pb, MATROSKA_ID_TAGTARGETS, 0);
819     if (elementid)
820         put_ebml_uint(s->pb, elementid, uid);
821     end_ebml_master(s->pb, targets);
822
823     while ((t = av_dict_get(m, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
824         if (av_strcasecmp(t->key, "title") && av_strcasecmp(t->key, "stereo_mode"))
825             mkv_write_simpletag(s->pb, t);
826
827     end_ebml_master(s->pb, tag);
828     return 0;
829 }
830
831 static int mkv_write_tags(AVFormatContext *s)
832 {
833     ebml_master tags = {0};
834     int i, ret;
835
836     ff_metadata_conv_ctx(s, ff_mkv_metadata_conv, NULL);
837
838     if (av_dict_get(s->metadata, "", NULL, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)) {
839         ret = mkv_write_tag(s, s->metadata, 0, 0, &tags);
840         if (ret < 0) return ret;
841     }
842
843     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
844         AVStream *st = s->streams[i];
845
846         if (!av_dict_get(st->metadata, "", 0, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))
847             continue;
848
849         ret = mkv_write_tag(s, st->metadata, MATROSKA_ID_TAGTARGETS_TRACKUID, i + 1, &tags);
850         if (ret < 0) return ret;
851     }
852
853     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
854         AVChapter *ch = s->chapters[i];
855
856         if (!av_dict_get(ch->metadata, "", NULL, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))
857             continue;
858
859         ret = mkv_write_tag(s, ch->metadata, MATROSKA_ID_TAGTARGETS_CHAPTERUID, ch->id, &tags);
860         if (ret < 0) return ret;
861     }
862
863     if (tags.pos)
864         end_ebml_master(s->pb, tags);
865     return 0;
866 }
867
868 static int mkv_write_attachments(AVFormatContext *s)
869 {
870     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
871     AVIOContext *pb = s->pb;
872     ebml_master attachments;
873     AVLFG c;
874     int i, ret;
875
876     if (!mkv->have_attachments)
877         return 0;
878
879     av_lfg_init(&c, av_get_random_seed());
880
881     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_ATTACHMENTS, avio_tell(pb));
882     if (ret < 0) return ret;
883
884     attachments = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_ATTACHMENTS, 0);
885
886     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
887         AVStream *st = s->streams[i];
888         ebml_master attached_file;
889         AVDictionaryEntry *t;
890         const char *mimetype = NULL;
891         uint64_t fileuid;
892
893         if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_ATTACHMENT)
894             continue;
895
896         attached_file = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_ATTACHEDFILE, 0);
897
898         if (t = av_dict_get(st->metadata, "title", NULL, 0))
899             put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_FILEDESC, t->value);
900         if (!(t = av_dict_get(st->metadata, "filename", NULL, 0))) {
901             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Attachment stream %d has no filename tag.\n", i);
902             return AVERROR(EINVAL);
903         }
904         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_FILENAME, t->value);
905         if (t = av_dict_get(st->metadata, "mimetype", NULL, 0))
906             mimetype = t->value;
907         else if (st->codec->codec_id != AV_CODEC_ID_NONE ) {
908             int i;
909             for (i = 0; ff_mkv_mime_tags[i].id != AV_CODEC_ID_NONE; i++)
910                 if (ff_mkv_mime_tags[i].id == st->codec->codec_id) {
911                     mimetype = ff_mkv_mime_tags[i].str;
912                     break;
913                 }
914         }
915         if (!mimetype) {
916             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Attachment stream %d has no mimetype tag and "
917                                     "it cannot be deduced from the codec id.\n", i);
918             return AVERROR(EINVAL);
919         }
920
921         if (st->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT) {
922             struct AVSHA *sha = av_sha_alloc();
923             uint8_t digest[20];
924             if (!sha)
925                 return AVERROR(ENOMEM);
926             av_sha_init(sha, 160);
927             av_sha_update(sha, st->codec->extradata, st->codec->extradata_size);
928             av_sha_final(sha, digest);
929             av_free(sha);
930             fileuid = AV_RL64(digest);
931         } else {
932             fileuid = av_lfg_get(&c);
933         }
934         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "Using %.16"PRIx64" for attachment %d\n",
935                fileuid, i);
936
937         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_FILEMIMETYPE, mimetype);
938         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_FILEDATA, st->codec->extradata, st->codec->extradata_size);
939         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_FILEUID, fileuid);
940         end_ebml_master(pb, attached_file);
941     }
942     end_ebml_master(pb, attachments);
943
944     return 0;
945 }
946
947 static int mkv_write_header(AVFormatContext *s)
948 {
949     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
950     AVIOContext *pb = s->pb;
951     ebml_master ebml_header, segment_info;
952     AVDictionaryEntry *tag;
953     int ret, i;
954
955     if (!strcmp(s->oformat->name, "webm")) mkv->mode = MODE_WEBM;
956     else                                   mkv->mode = MODE_MATROSKAv2;
957
958     if (s->avoid_negative_ts < 0)
959         s->avoid_negative_ts = 1;
960
961     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++)
962         if (s->streams[i]->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_ATRAC3 ||
963             s->streams[i]->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_COOK ||
964             s->streams[i]->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_RA_288 ||
965             s->streams[i]->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_SIPR ||
966             s->streams[i]->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_RV10 ||
967             s->streams[i]->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_RV20) {
968             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
969                    "The Matroska muxer does not yet support muxing %s\n",
970                    avcodec_get_name(s->streams[i]->codec->codec_id));
971             return AVERROR_PATCHWELCOME;
972         }
973
974     mkv->tracks = av_mallocz(s->nb_streams * sizeof(*mkv->tracks));
975     if (!mkv->tracks)
976         return AVERROR(ENOMEM);
977
978     ebml_header = start_ebml_master(pb, EBML_ID_HEADER, 0);
979     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLVERSION        ,           1);
980     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLREADVERSION    ,           1);
981     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXIDLENGTH    ,           4);
982     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_EBMLMAXSIZELENGTH  ,           8);
983     put_ebml_string (pb, EBML_ID_DOCTYPE            , s->oformat->name);
984     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEVERSION     ,           2);
985     put_ebml_uint   (pb, EBML_ID_DOCTYPEREADVERSION ,           2);
986     end_ebml_master(pb, ebml_header);
987
988     mkv->segment = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_SEGMENT, 0);
989     mkv->segment_offset = avio_tell(pb);
990
991     // we write 2 seek heads - one at the end of the file to point to each
992     // cluster, and one at the beginning to point to all other level one
993     // elements (including the seek head at the end of the file), which
994     // isn't more than 10 elements if we only write one of each other
995     // currently defined level 1 element
996     mkv->main_seekhead    = mkv_start_seekhead(pb, mkv->segment_offset, 10);
997     if (!mkv->main_seekhead)
998         return AVERROR(ENOMEM);
999
1000     ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_INFO, avio_tell(pb));
1001     if (ret < 0) return ret;
1002
1003     segment_info = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_INFO, 0);
1004     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_TIMECODESCALE, 1000000);
1005     if ((tag = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0)))
1006         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_TITLE, tag->value);
1007     if (!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
1008         uint32_t segment_uid[4];
1009         AVLFG lfg;
1010
1011         av_lfg_init(&lfg, av_get_random_seed());
1012
1013         for (i = 0; i < 4; i++)
1014             segment_uid[i] = av_lfg_get(&lfg);
1015
1016         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_MUXINGAPP , LIBAVFORMAT_IDENT);
1017         put_ebml_string(pb, MATROSKA_ID_WRITINGAPP, LIBAVFORMAT_IDENT);
1018         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_SEGMENTUID, segment_uid, 16);
1019     }
1020
1021     if (tag = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0)) {
1022         // Adjust time so it's relative to 2001-01-01 and convert to nanoseconds.
1023         int64_t date_utc = (ff_iso8601_to_unix_time(tag->value) - 978307200) * 1000000000;
1024         uint8_t date_utc_buf[8];
1025         AV_WB64(date_utc_buf, date_utc);
1026         put_ebml_binary(pb, MATROSKA_ID_DATEUTC, date_utc_buf, 8);
1027     }
1028
1029     // reserve space for the duration
1030     mkv->duration = 0;
1031     mkv->duration_offset = avio_tell(pb);
1032     put_ebml_void(pb, 11);                  // assumes double-precision float to be written
1033     end_ebml_master(pb, segment_info);
1034
1035     ret = mkv_write_tracks(s);
1036     if (ret < 0) return ret;
1037
1038     if (mkv->mode != MODE_WEBM) {
1039         ret = mkv_write_chapters(s);
1040         if (ret < 0) return ret;
1041
1042         ret = mkv_write_tags(s);
1043         if (ret < 0) return ret;
1044
1045         ret = mkv_write_attachments(s);
1046         if (ret < 0) return ret;
1047     }
1048
1049     if (!s->pb->seekable)
1050         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
1051
1052     mkv->cues = mkv_start_cues(mkv->segment_offset);
1053     if (mkv->cues == NULL)
1054         return AVERROR(ENOMEM);
1055
1056     if (pb->seekable && mkv->reserve_cues_space) {
1057         mkv->cues_pos = avio_tell(pb);
1058         put_ebml_void(pb, mkv->reserve_cues_space);
1059     }
1060
1061     av_init_packet(&mkv->cur_audio_pkt);
1062     mkv->cur_audio_pkt.size = 0;
1063     mkv->cluster_pos = -1;
1064
1065     avio_flush(pb);
1066     return 0;
1067 }
1068
1069 static int mkv_blockgroup_size(int pkt_size)
1070 {
1071     int size = pkt_size + 4;
1072     size += ebml_num_size(size);
1073     size += 2;              // EBML ID for block and block duration
1074     size += 8;              // max size of block duration
1075     size += ebml_num_size(size);
1076     size += 1;              // blockgroup EBML ID
1077     return size;
1078 }
1079
1080 static int ass_get_duration(const uint8_t *p)
1081 {
1082     int sh, sm, ss, sc, eh, em, es, ec;
1083     uint64_t start, end;
1084
1085     if (sscanf(p, "%*[^,],%d:%d:%d%*c%d,%d:%d:%d%*c%d",
1086                &sh, &sm, &ss, &sc, &eh, &em, &es, &ec) != 8)
1087         return 0;
1088     start = 3600000LL*sh + 60000LL*sm + 1000LL*ss + 10LL*sc;
1089     end   = 3600000LL*eh + 60000LL*em + 1000LL*es + 10LL*ec;
1090     return end - start;
1091 }
1092
1093 #if FF_API_ASS_SSA
1094 static int mkv_write_ass_blocks(AVFormatContext *s, AVIOContext *pb, AVPacket *pkt)
1095 {
1096     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
1097     int i, layer = 0, max_duration = 0, size, line_size, data_size = pkt->size;
1098     uint8_t *start, *end, *data = pkt->data;
1099     ebml_master blockgroup;
1100     char buffer[2048];
1101
1102     while (data_size) {
1103         int duration = ass_get_duration(data);
1104         max_duration = FFMAX(duration, max_duration);
1105         end = memchr(data, '\n', data_size);
1106         size = line_size = end ? end-data+1 : data_size;
1107         size -= end ? (end[-1]=='\r')+1 : 0;
1108         start = data;
1109         for (i=0; i<3; i++, start++)
1110             if (!(start = memchr(start, ',', size-(start-data))))
1111                 return max_duration;
1112         size -= start - data;
1113         sscanf(data, "Dialogue: %d,", &layer);
1114         i = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%"PRId64",%d,",
1115                      s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames, layer);
1116         size = FFMIN(i+size, sizeof(buffer));
1117         memcpy(buffer+i, start, size-i);
1118
1119         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
1120                "pts %" PRId64 ", duration %d\n",
1121                avio_tell(pb), size, pkt->pts, duration);
1122         blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(size));
1123         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCK);
1124         put_ebml_num(pb, size+4, 0);
1125         avio_w8(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
1126         avio_wb16(pb, pkt->pts - mkv->cluster_pts);
1127         avio_w8(pb, 0);
1128         avio_write(pb, buffer, size);
1129         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
1130         end_ebml_master(pb, blockgroup);
1131
1132         data += line_size;
1133         data_size -= line_size;
1134     }
1135
1136     return max_duration;
1137 }
1138 #endif
1139
1140 static void mkv_write_block(AVFormatContext *s, AVIOContext *pb,
1141                             unsigned int blockid, AVPacket *pkt, int flags)
1142 {
1143     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
1144     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
1145     uint8_t *data = NULL, *side_data = NULL;
1146     int offset = 0, size = pkt->size, side_data_size = 0;
1147     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
1148     uint64_t additional_id = 0;
1149     ebml_master block_group, block_additions, block_more;
1150
1151     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Writing block at offset %" PRIu64 ", size %d, "
1152            "pts %" PRId64 ", dts %" PRId64 ", duration %d, flags %d\n",
1153            avio_tell(pb), pkt->size, pkt->pts, pkt->dts, pkt->duration, flags);
1154     if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264 && codec->extradata_size > 0 &&
1155         (AV_RB24(codec->extradata) == 1 || AV_RB32(codec->extradata) == 1))
1156         ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size);
1157     else
1158         data = pkt->data;
1159
1160     if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_PRORES) {
1161         /* Matroska specification requires to remove the first QuickTime atom
1162          */
1163         size -= 8;
1164         offset = 8;
1165     }
1166
1167     side_data = av_packet_get_side_data(pkt,
1168                                         AV_PKT_DATA_MATROSKA_BLOCKADDITIONAL,
1169                                         &side_data_size);
1170     if (side_data) {
1171         additional_id = AV_RB64(side_data);
1172         side_data += 8;
1173         side_data_size -= 8;
1174     }
1175
1176     if (side_data_size && additional_id == 1) {
1177         block_group = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, 0);
1178         blockid = MATROSKA_ID_BLOCK;
1179     }
1180
1181     put_ebml_id(pb, blockid);
1182     put_ebml_num(pb, size+4, 0);
1183     avio_w8(pb, 0x80 | (pkt->stream_index + 1));     // this assumes stream_index is less than 126
1184     avio_wb16(pb, ts - mkv->cluster_pts);
1185     avio_w8(pb, flags);
1186     avio_write(pb, data + offset, size);
1187     if (data != pkt->data)
1188         av_free(data);
1189
1190     if (side_data_size && additional_id == 1) {
1191         block_additions = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKADDITIONS, 0);
1192         block_more = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKMORE, 0);
1193         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKADDID, 1);
1194         put_ebml_id(pb, MATROSKA_ID_BLOCKADDITIONAL);
1195         put_ebml_num(pb, side_data_size, 0);
1196         avio_write(pb, side_data, side_data_size);
1197         end_ebml_master(pb, block_more);
1198         end_ebml_master(pb, block_additions);
1199         end_ebml_master(pb, block_group);
1200     }
1201 }
1202
1203 static int srt_get_duration(uint8_t **buf)
1204 {
1205     int i, duration = 0;
1206
1207     for (i=0; i<2 && !duration; i++) {
1208         int s_hour, s_min, s_sec, s_hsec, e_hour, e_min, e_sec, e_hsec;
1209         if (sscanf(*buf, "%d:%2d:%2d%*1[,.]%3d --> %d:%2d:%2d%*1[,.]%3d",
1210                    &s_hour, &s_min, &s_sec, &s_hsec,
1211                    &e_hour, &e_min, &e_sec, &e_hsec) == 8) {
1212             s_min  +=   60*s_hour;      e_min  +=   60*e_hour;
1213             s_sec  +=   60*s_min;       e_sec  +=   60*e_min;
1214             s_hsec += 1000*s_sec;       e_hsec += 1000*e_sec;
1215             duration = e_hsec - s_hsec;
1216         }
1217         *buf += strcspn(*buf, "\n") + 1;
1218     }
1219     return duration;
1220 }
1221
1222 static int mkv_write_srt_blocks(AVFormatContext *s, AVIOContext *pb, AVPacket *pkt)
1223 {
1224     ebml_master blockgroup;
1225     AVPacket pkt2 = *pkt;
1226     int64_t duration = srt_get_duration(&pkt2.data);
1227     pkt2.size -= pkt2.data - pkt->data;
1228
1229     blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP,
1230                                    mkv_blockgroup_size(pkt2.size));
1231     mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_BLOCK, &pkt2, 0);
1232     put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
1233     end_ebml_master(pb, blockgroup);
1234
1235     return duration;
1236 }
1237
1238 static void mkv_flush_dynbuf(AVFormatContext *s)
1239 {
1240     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
1241     int bufsize;
1242     uint8_t *dyn_buf;
1243
1244     if (!mkv->dyn_bc)
1245         return;
1246
1247     bufsize = avio_close_dyn_buf(mkv->dyn_bc, &dyn_buf);
1248     avio_write(s->pb, dyn_buf, bufsize);
1249     av_free(dyn_buf);
1250     mkv->dyn_bc = NULL;
1251 }
1252
1253 static int mkv_write_packet_internal(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1254 {
1255     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
1256     AVIOContext *pb = s->pb;
1257     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
1258     int keyframe = !!(pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1259     int duration = pkt->duration;
1260     int ret;
1261     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
1262
1263     if (ts == AV_NOPTS_VALUE) {
1264         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't write packet with unknown timestamp\n");
1265         return AVERROR(EINVAL);
1266     }
1267
1268     if (!s->pb->seekable) {
1269         if (!mkv->dyn_bc) {
1270             if ((ret = avio_open_dyn_buf(&mkv->dyn_bc)) < 0) {
1271                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to open dynamic buffer\n");
1272                 return ret;
1273             }
1274         }
1275         pb = mkv->dyn_bc;
1276     }
1277
1278     if (mkv->cluster_pos == -1) {
1279         mkv->cluster_pos = avio_tell(s->pb);
1280         mkv->cluster = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_CLUSTER, 0);
1281         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_CLUSTERTIMECODE, FFMAX(0, ts));
1282         mkv->cluster_pts = FFMAX(0, ts);
1283     }
1284
1285     if (codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
1286         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_SIMPLEBLOCK, pkt, keyframe << 7);
1287 #if FF_API_ASS_SSA
1288     } else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_SSA) {
1289         duration = mkv_write_ass_blocks(s, pb, pkt);
1290 #endif
1291     } else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_SRT) {
1292         duration = mkv_write_srt_blocks(s, pb, pkt);
1293     } else {
1294         ebml_master blockgroup = start_ebml_master(pb, MATROSKA_ID_BLOCKGROUP, mkv_blockgroup_size(pkt->size));
1295         /* For backward compatibility, prefer convergence_duration. */
1296         if (pkt->convergence_duration > 0) {
1297             duration = pkt->convergence_duration;
1298         }
1299         mkv_write_block(s, pb, MATROSKA_ID_BLOCK, pkt, 0);
1300         put_ebml_uint(pb, MATROSKA_ID_BLOCKDURATION, duration);
1301         end_ebml_master(pb, blockgroup);
1302     }
1303
1304     if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && keyframe) {
1305         ret = mkv_add_cuepoint(mkv->cues, pkt->stream_index, ts, mkv->cluster_pos);
1306         if (ret < 0) return ret;
1307     }
1308
1309     mkv->duration = FFMAX(mkv->duration, ts + duration);
1310     return 0;
1311 }
1312
1313 static int mkv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1314 {
1315     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
1316     AVIOContext *pb = s->pb->seekable ? s->pb : mkv->dyn_bc;
1317     AVCodecContext *codec = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
1318     int ret, keyframe = !!(pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1319     int64_t ts = mkv->tracks[pkt->stream_index].write_dts ? pkt->dts : pkt->pts;
1320     int cluster_size = avio_tell(pb) - (s->pb->seekable ? mkv->cluster_pos : 0);
1321
1322     // start a new cluster every 5 MB or 5 sec, or 32k / 1 sec for streaming or
1323     // after 4k and on a keyframe
1324     if (mkv->cluster_pos != -1 &&
1325         ((!s->pb->seekable && (cluster_size > 32*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 1000))
1326          ||                      cluster_size > 5*1024*1024 || ts > mkv->cluster_pts + 5000
1327          || (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && keyframe && cluster_size > 4*1024))) {
1328         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Starting new cluster at offset %" PRIu64
1329                " bytes, pts %" PRIu64 "\n", avio_tell(pb), ts);
1330         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
1331         mkv->cluster_pos = -1;
1332         if (mkv->dyn_bc)
1333             mkv_flush_dynbuf(s);
1334     }
1335
1336     // check if we have an audio packet cached
1337     if (mkv->cur_audio_pkt.size > 0) {
1338         ret = mkv_write_packet_internal(s, &mkv->cur_audio_pkt);
1339         av_free_packet(&mkv->cur_audio_pkt);
1340         if (ret < 0) {
1341             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Could not write cached audio packet ret:%d\n", ret);
1342             return ret;
1343         }
1344     }
1345
1346     // buffer an audio packet to ensure the packet containing the video
1347     // keyframe's timecode is contained in the same cluster for WebM
1348     if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1349         mkv->cur_audio_pkt = *pkt;
1350         mkv->cur_audio_pkt.buf = av_buffer_ref(pkt->buf);
1351         ret = mkv->cur_audio_pkt.buf ? 0 : AVERROR(ENOMEM);
1352     } else
1353         ret = mkv_write_packet_internal(s, pkt);
1354     return ret;
1355 }
1356
1357 static int mkv_write_trailer(AVFormatContext *s)
1358 {
1359     MatroskaMuxContext *mkv = s->priv_data;
1360     AVIOContext *pb = s->pb;
1361     int64_t currentpos, cuespos;
1362     int ret;
1363
1364     // check if we have an audio packet cached
1365     if (mkv->cur_audio_pkt.size > 0) {
1366         ret = mkv_write_packet_internal(s, &mkv->cur_audio_pkt);
1367         av_free_packet(&mkv->cur_audio_pkt);
1368         if (ret < 0) {
1369             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Could not write cached audio packet ret:%d\n", ret);
1370             return ret;
1371         }
1372     }
1373
1374     if (mkv->dyn_bc) {
1375         end_ebml_master(mkv->dyn_bc, mkv->cluster);
1376         mkv_flush_dynbuf(s);
1377     } else if (mkv->cluster_pos != -1) {
1378         end_ebml_master(pb, mkv->cluster);
1379     }
1380
1381     if (pb->seekable) {
1382         if (mkv->cues->num_entries) {
1383             if (mkv->reserve_cues_space) {
1384                 int64_t cues_end;
1385
1386                 currentpos = avio_tell(pb);
1387                 avio_seek(pb, mkv->cues_pos, SEEK_SET);
1388
1389                 cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, mkv->tracks, s->nb_streams);
1390                 cues_end = avio_tell(pb);
1391                 if (cues_end > cuespos + mkv->reserve_cues_space) {
1392                     av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Insufficient space reserved for cues: %d "
1393                            "(needed: %"PRId64").\n", mkv->reserve_cues_space,
1394                            cues_end - cuespos);
1395                     return AVERROR(EINVAL);
1396                 }
1397
1398                 if (cues_end < cuespos + mkv->reserve_cues_space)
1399                     put_ebml_void(pb, mkv->reserve_cues_space - (cues_end - cuespos));
1400
1401                 avio_seek(pb, currentpos, SEEK_SET);
1402             } else {
1403                 cuespos = mkv_write_cues(pb, mkv->cues, mkv->tracks, s->nb_streams);
1404             }
1405
1406             ret = mkv_add_seekhead_entry(mkv->main_seekhead, MATROSKA_ID_CUES, cuespos);
1407             if (ret < 0) return ret;
1408         }
1409
1410         mkv_write_seekhead(pb, mkv->main_seekhead);
1411
1412         // update the duration
1413         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "end duration = %" PRIu64 "\n", mkv->duration);
1414         currentpos = avio_tell(pb);
1415         avio_seek(pb, mkv->duration_offset, SEEK_SET);
1416         put_ebml_float(pb, MATROSKA_ID_DURATION, mkv->duration);
1417
1418         avio_seek(pb, currentpos, SEEK_SET);
1419     }
1420
1421     end_ebml_master(pb, mkv->segment);
1422     av_free(mkv->tracks);
1423     av_freep(&mkv->cues->entries);
1424     av_freep(&mkv->cues);
1425
1426     return 0;
1427 }
1428
1429 static int mkv_query_codec(enum AVCodecID codec_id, int std_compliance)
1430 {
1431     int i;
1432     for (i = 0; ff_mkv_codec_tags[i].id != AV_CODEC_ID_NONE; i++)
1433         if (ff_mkv_codec_tags[i].id == codec_id)
1434             return 1;
1435
1436     if (std_compliance < FF_COMPLIANCE_NORMAL) {                // mkv theoretically supports any
1437         enum AVMediaType type = avcodec_get_type(codec_id);     // video/audio through VFW/ACM
1438         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO || type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
1439             return 1;
1440     }
1441
1442     return 0;
1443 }
1444
1445 const AVCodecTag additional_audio_tags[] = {
1446     { AV_CODEC_ID_ALAC,      0XFFFFFFFF },
1447     { AV_CODEC_ID_EAC3,      0XFFFFFFFF },
1448     { AV_CODEC_ID_MLP,       0xFFFFFFFF },
1449     { AV_CODEC_ID_OPUS,      0xFFFFFFFF },
1450     { AV_CODEC_ID_PCM_S16BE, 0xFFFFFFFF },
1451     { AV_CODEC_ID_PCM_S24BE, 0xFFFFFFFF },
1452     { AV_CODEC_ID_PCM_S32BE, 0xFFFFFFFF },
1453     { AV_CODEC_ID_QDM2,      0xFFFFFFFF },
1454     { AV_CODEC_ID_RA_144,    0xFFFFFFFF },
1455     { AV_CODEC_ID_RA_288,    0xFFFFFFFF },
1456     { AV_CODEC_ID_COOK,      0xFFFFFFFF },
1457     { AV_CODEC_ID_TRUEHD,    0xFFFFFFFF },
1458     { AV_CODEC_ID_WAVPACK,   0xFFFFFFFF },
1459     { AV_CODEC_ID_NONE,      0xFFFFFFFF }
1460 };
1461
1462 const AVCodecTag additional_video_tags[] = {
1463     { AV_CODEC_ID_PRORES,    0xFFFFFFFF },
1464     { AV_CODEC_ID_RV10,      0xFFFFFFFF },
1465     { AV_CODEC_ID_RV20,      0xFFFFFFFF },
1466     { AV_CODEC_ID_RV30,      0xFFFFFFFF },
1467     { AV_CODEC_ID_RV40,      0xFFFFFFFF },
1468     { AV_CODEC_ID_VP9,       0xFFFFFFFF },
1469     { AV_CODEC_ID_NONE,      0xFFFFFFFF }
1470 };
1471
1472 #define OFFSET(x) offsetof(MatroskaMuxContext, x)
1473 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1474 static const AVOption options[] = {
1475     { "reserve_index_space", "Reserve a given amount of space (in bytes) at the beginning "
1476         "of the file for the index (cues).", OFFSET(reserve_cues_space), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, FLAGS },
1477     { NULL },
1478 };
1479
1480 #if CONFIG_MATROSKA_MUXER
1481 static const AVClass matroska_class = {
1482     .class_name = "matroska muxer",
1483     .item_name  = av_default_item_name,
1484     .option     = options,
1485     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1486 };
1487
1488 AVOutputFormat ff_matroska_muxer = {
1489     .name              = "matroska",
1490     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska"),
1491     .mime_type         = "video/x-matroska",
1492     .extensions        = "mkv",
1493     .priv_data_size    = sizeof(MatroskaMuxContext),
1494     .audio_codec       = CONFIG_LIBVORBIS_ENCODER ?
1495                          AV_CODEC_ID_VORBIS : AV_CODEC_ID_AC3,
1496     .video_codec       = CONFIG_LIBX264_ENCODER ?
1497                          AV_CODEC_ID_H264 : AV_CODEC_ID_MPEG4,
1498     .write_header      = mkv_write_header,
1499     .write_packet      = mkv_write_packet,
1500     .write_trailer     = mkv_write_trailer,
1501     .flags             = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS |
1502                          AVFMT_TS_NONSTRICT,
1503     .codec_tag         = (const AVCodecTag* const []){
1504          ff_codec_bmp_tags, ff_codec_wav_tags,
1505          additional_audio_tags, additional_video_tags, 0
1506     },
1507 #if FF_API_ASS_SSA
1508     .subtitle_codec    = AV_CODEC_ID_SSA,
1509 #else
1510     .subtitle_codec    = AV_CODEC_ID_ASS,
1511 #endif
1512     .query_codec       = mkv_query_codec,
1513     .priv_class        = &matroska_class,
1514 };
1515 #endif
1516
1517 #if CONFIG_WEBM_MUXER
1518 static const AVClass webm_class = {
1519     .class_name = "webm muxer",
1520     .item_name  = av_default_item_name,
1521     .option     = options,
1522     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1523 };
1524
1525 AVOutputFormat ff_webm_muxer = {
1526     .name              = "webm",
1527     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("WebM"),
1528     .mime_type         = "video/webm",
1529     .extensions        = "webm",
1530     .priv_data_size    = sizeof(MatroskaMuxContext),
1531     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_VORBIS,
1532     .video_codec       = AV_CODEC_ID_VP8,
1533     .write_header      = mkv_write_header,
1534     .write_packet      = mkv_write_packet,
1535     .write_trailer     = mkv_write_trailer,
1536     .flags             = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS |
1537                          AVFMT_TS_NONSTRICT,
1538     .priv_class        = &webm_class,
1539 };
1540 #endif
1541
1542 #if CONFIG_MATROSKA_AUDIO_MUXER
1543 static const AVClass mka_class = {
1544     .class_name = "matroska audio muxer",
1545     .item_name  = av_default_item_name,
1546     .option     = options,
1547     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1548 };
1549 AVOutputFormat ff_matroska_audio_muxer = {
1550     .name              = "matroska",
1551     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska"),
1552     .mime_type         = "audio/x-matroska",
1553     .extensions        = "mka",
1554     .priv_data_size    = sizeof(MatroskaMuxContext),
1555     .audio_codec       = CONFIG_LIBVORBIS_ENCODER ?
1556                          AV_CODEC_ID_VORBIS : AV_CODEC_ID_AC3,
1557     .video_codec       = AV_CODEC_ID_NONE,
1558     .write_header      = mkv_write_header,
1559     .write_packet      = mkv_write_packet,
1560     .write_trailer     = mkv_write_trailer,
1561     .flags             = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_TS_NONSTRICT,
1562     .codec_tag         = (const AVCodecTag* const []){
1563         ff_codec_wav_tags, additional_audio_tags, 0
1564     },
1565     .priv_class        = &mka_class,
1566 };
1567 #endif