chiark - git - mdw - disorder/blob - lib/uaudio-rtp.c

   1 /*
   2  * This file is part of DisOrder.
   3  * Copyright (C) 2009 Richard Kettlewell
   4  *
   5  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18 /** @file lib/uaudio-rtp.c
  19  * @brief Support for RTP network play backend */
  20 #include "common.h"
  21
  22 #include <errno.h>
  23 #include <sys/socket.h>
  24 #include <ifaddrs.h>
  25 #include <net/if.h>
  26 #include <arpa/inet.h>
  27 #include <netinet/in.h>
  28 #include <gcrypt.h>
  29 #include <unistd.h>
  30 #include <time.h>
  31 #include <sys/uio.h>
  32
  33 #include "uaudio.h"
  34 #include "mem.h"
  35 #include "log.h"
  36 #include "syscalls.h"
  37 #include "rtp.h"
  38 #include "addr.h"
  39 #include "ifreq.h"
  40 #include "timeval.h"
  41 #include "configuration.h"
  42
  43 /** @brief Bytes to send per network packet
  44  *
  45  * This is the maximum number of bytes we pass to write(2); to determine actual
  46  * packet sizes, add a UDP header and an IP header (and a link layer header if
  47  * it's the link layer size you care about).
  48  *
  49  * Don't make this too big or arithmetic will start to overflow.
  50  */
  51 #define NETWORK_BYTES (1500-8/*UDP*/-40/*IP*/-8/*conservatism*/)
  52
  53 /** @brief RTP payload type */
  54 static int rtp_payload;
  55
  56 /** @brief RTP output socket */
  57 static int rtp_fd;
  58
  59 /** @brief RTP SSRC */
  60 static uint32_t rtp_id;
  61
  62 /** @brief RTP sequence number */
  63 static uint16_t rtp_sequence;
  64
  65 /** @brief Network error count
  66  *
  67  * If too many errors occur in too short a time, we give up.
  68  */
  69 static int rtp_errors;
  70
  71 /** @brief Delay threshold in microseconds
  72  *
  73  * rtp_play() never attempts to introduce a delay shorter than this.
  74  */
  75 static int64_t rtp_delay_threshold;
  76
  77 static const char *const rtp_options[] = {
  78   "rtp-destination",
  79   "rtp-destination-port",
  80   "rtp-source",
  81   "rtp-source-port",
  82   "multicast-ttl",
  83   "multicast-loop",
  84   "delay-threshold",
  85   NULL
  86 };
  87
  88 static size_t rtp_play(void *buffer, size_t nsamples) {
  89   struct rtp_header header;
  90   struct iovec vec[2];
  91
  92   /* We do as much work as possible before checking what time it is */
  93   /* Fill out header */
  94   header.vpxcc = 2 << 6;              /* V=2, P=0, X=0, CC=0 */
  95   header.seq = htons(rtp_sequence++);
  96   header.ssrc = rtp_id;
  97   header.mpt = (uaudio_schedule_reactivated ? 0x80 : 0x00) | rtp_payload;
  98 #if !WORDS_BIGENDIAN
  99   /* Convert samples to network byte order */
 100   uint16_t *u = buffer, *const limit = u + nsamples;
 101   while(u < limit) {
 102     *u = htons(*u);
 103     ++u;
 104   }
 105 #endif
 106   vec[0].iov_base = (void *)&header;
 107   vec[0].iov_len = sizeof header;
 108   vec[1].iov_base = buffer;
 109   vec[1].iov_len = nsamples * uaudio_sample_size;
 110   uaudio_schedule_synchronize();
 111   header.timestamp = htonl((uint32_t)uaudio_schedule_timestamp);
 112   int written_bytes;
 113   do {
 114     written_bytes = writev(rtp_fd, vec, 2);
 115   } while(written_bytes < 0 && errno == EINTR);
 116   if(written_bytes < 0) {
 117     error(errno, "error transmitting audio data");
 118     ++rtp_errors;
 119     if(rtp_errors == 10)
 120       fatal(0, "too many audio tranmission errors");
 121     return 0;
 122   } else
 123     rtp_errors /= 2;                    /* gradual decay */
 124   written_bytes -= sizeof (struct rtp_header);
 125   const size_t written_samples = written_bytes / uaudio_sample_size;
 126   uaudio_schedule_update(written_samples);
 127   return written_samples;
 128 }
 129
 130 static void rtp_open(void) {
 131   struct addrinfo *res, *sres;
 132   static const struct addrinfo pref = {
 133     .ai_flags = 0,
 134     .ai_family = PF_INET,
 135     .ai_socktype = SOCK_DGRAM,
 136     .ai_protocol = IPPROTO_UDP,
 137   };
 138   static const struct addrinfo prefbind = {
 139     .ai_flags = AI_PASSIVE,
 140     .ai_family = PF_INET,
 141     .ai_socktype = SOCK_DGRAM,
 142     .ai_protocol = IPPROTO_UDP,
 143   };
 144   static const int one = 1;
 145   int sndbuf, target_sndbuf = 131072;
 146   socklen_t len;
 147   char *sockname, *ssockname;
 148   struct stringlist dst, src;
 149
 150   /* Get configuration */
 151   dst.n = 2;
 152   dst.s = xcalloc(2, sizeof *dst.s);
 153   dst.s[0] = uaudio_get("rtp-destination", NULL);
 154   dst.s[1] = uaudio_get("rtp-destination-port", NULL);
 155   src.n = 2;
 156   src.s = xcalloc(2, sizeof *dst.s);
 157   src.s[0] = uaudio_get("rtp-source", NULL);
 158   src.s[1] = uaudio_get("rtp-source-port", NULL);
 159   if(!dst.s[0])
 160     fatal(0, "'rtp-destination' not set");
 161   if(!dst.s[1])
 162     fatal(0, "'rtp-destination-port' not set");
 163   if(src.s[0]) {
 164     if(!src.s[1])
 165       fatal(0, "'rtp-source-port' not set");
 166     src.n = 2;
 167   } else
 168     src.n = 0;
 169   rtp_delay_threshold = atoi(uaudio_get("rtp-delay-threshold", "1000"));
 170   /* ...microseconds */
 171
 172   /* Resolve addresses */
 173   res = get_address(&dst, &pref, &sockname);
 174   if(!res) exit(-1);
 175   if(src.n) {
 176     sres = get_address(&src, &prefbind, &ssockname);
 177     if(!sres) exit(-1);
 178   } else
 179     sres = 0;
 180   /* Create the socket */
 181   if((rtp_fd = socket(res->ai_family,
 182                       res->ai_socktype,
 183                       res->ai_protocol)) < 0)
 184     fatal(errno, "error creating broadcast socket");
 185   if(multicast(res->ai_addr)) {
 186     /* Enable multicast options */
 187     const int ttl = atoi(uaudio_get("multicast-ttl", "1"));
 188     const int loop = !strcmp(uaudio_get("multicast-loop", "yes"), "yes");
 189     switch(res->ai_family) {
 190     case PF_INET: {
 191       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL,
 192                     &ttl, sizeof ttl) < 0)
 193         fatal(errno, "error setting IP_MULTICAST_TTL on multicast socket");
 194       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP,
 195                     &loop, sizeof loop) < 0)
 196         fatal(errno, "error setting IP_MULTICAST_LOOP on multicast socket");
 197       break;
 198     }
 199     case PF_INET6: {
 200       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IPV6, IPV6_MULTICAST_HOPS,
 201                     &ttl, sizeof ttl) < 0)
 202         fatal(errno, "error setting IPV6_MULTICAST_HOPS on multicast socket");
 203       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IP, IPV6_MULTICAST_LOOP,
 204                     &loop, sizeof loop) < 0)
 205         fatal(errno, "error setting IPV6_MULTICAST_LOOP on multicast socket");
 206       break;
 207     }
 208     default:
 209       fatal(0, "unsupported address family %d", res->ai_family);
 210     }
 211     info("multicasting on %s TTL=%d loop=%s",
 212          sockname, ttl, loop ? "yes" : "no");
 213   } else {
 214     struct ifaddrs *ifs;
 215
 216     if(getifaddrs(&ifs) < 0)
 217       fatal(errno, "error calling getifaddrs");
 218     while(ifs) {
 219       /* (At least on Darwin) IFF_BROADCAST might be set but ifa_broadaddr
 220        * still a null pointer.  It turns out that there's a subsequent entry
 221        * for he same interface which _does_ have ifa_broadaddr though... */
 222       if((ifs->ifa_flags & IFF_BROADCAST)
 223          && ifs->ifa_broadaddr
 224          && sockaddr_equal(ifs->ifa_broadaddr, res->ai_addr))
 225         break;
 226       ifs = ifs->ifa_next;
 227     }
 228     if(ifs) {
 229       if(setsockopt(rtp_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &one, sizeof one) < 0)
 230         fatal(errno, "error setting SO_BROADCAST on broadcast socket");
 231       info("broadcasting on %s (%s)", sockname, ifs->ifa_name);
 232     } else
 233       info("unicasting on %s", sockname);
 234   }
 235   /* Enlarge the socket buffer */
 236   len = sizeof sndbuf;
 237   if(getsockopt(rtp_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
 238                 &sndbuf, &len) < 0)
 239     fatal(errno, "error getting SO_SNDBUF");
 240   if(target_sndbuf > sndbuf) {
 241     if(setsockopt(rtp_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
 242                   &target_sndbuf, sizeof target_sndbuf) < 0)
 243       error(errno, "error setting SO_SNDBUF to %d", target_sndbuf);
 244     else
 245       info("changed socket send buffer size from %d to %d",
 246            sndbuf, target_sndbuf);
 247   } else
 248     info("default socket send buffer is %d",
 249          sndbuf);
 250   /* We might well want to set additional broadcast- or multicast-related
 251    * options here */
 252   if(sres && bind(rtp_fd, sres->ai_addr, sres->ai_addrlen) < 0)
 253     fatal(errno, "error binding broadcast socket to %s", ssockname);
 254   if(connect(rtp_fd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0)
 255     fatal(errno, "error connecting broadcast socket to %s", sockname);
 256 }
 257
 258 static void rtp_start(uaudio_callback *callback,
 259                       void *userdata) {
 260   /* We only support L16 (but we do stereo and mono and will convert sign) */
 261   if(uaudio_channels == 2
 262      && uaudio_bits == 16
 263      && uaudio_rate == 44100)
 264     rtp_payload = 10;
 265   else if(uaudio_channels == 1
 266      && uaudio_bits == 16
 267      && uaudio_rate == 44100)
 268     rtp_payload = 11;
 269   else
 270     fatal(0, "asked for %d/%d/%d 16/44100/1 and 16/44100/2",
 271           uaudio_bits, uaudio_rate, uaudio_channels);
 272   /* Various fields are required to have random initial values by RFC3550.  The
 273    * packet contents are highly public so there's no point asking for very
 274    * strong randomness. */
 275   gcry_create_nonce(&rtp_id, sizeof rtp_id);
 276   gcry_create_nonce(&rtp_sequence, sizeof rtp_sequence);
 277   rtp_open();
 278   uaudio_schedule_init();
 279   uaudio_thread_start(callback,
 280                       userdata,
 281                       rtp_play,
 282                       256 / uaudio_sample_size,
 283                       (NETWORK_BYTES - sizeof(struct rtp_header))
 284                       / uaudio_sample_size,
 285                       0);
 286 }
 287
 288 static void rtp_stop(void) {
 289   uaudio_thread_stop();
 290   close(rtp_fd);
 291   rtp_fd = -1;
 292 }
 293
 294 static void rtp_activate(void) {
 295   uaudio_schedule_reactivated = 1;
 296   uaudio_thread_activate();
 297 }
 298
 299 static void rtp_deactivate(void) {
 300   uaudio_thread_deactivate();
 301 }
 302
 303 static void rtp_configure(void) {
 304   char buffer[64];
 305
 306   uaudio_set("rtp-destination", config->broadcast.s[0]);
 307   uaudio_set("rtp-destination-port", config->broadcast.s[1]);
 308   if(config->broadcast_from.n) {
 309     uaudio_set("rtp-source", config->broadcast_from.s[0]);
 310     uaudio_set("rtp-source-port", config->broadcast_from.s[1]);
 311   } else {
 312     uaudio_set("rtp-source", NULL);
 313     uaudio_set("rtp-source-port", NULL);
 314   }
 315   snprintf(buffer, sizeof buffer, "%ld", config->multicast_ttl);
 316   uaudio_set("multicast-ttl", buffer);
 317   uaudio_set("multicast-loop", config->multicast_loop ? "yes" : "no");
 318   snprintf(buffer, sizeof buffer, "%ld", config->rtp_delay_threshold);
 319   uaudio_set("delay-threshold", buffer);
 320 }
 321
 322 const struct uaudio uaudio_rtp = {
 323   .name = "rtp",
 324   .options = rtp_options,
 325   .start = rtp_start,
 326   .stop = rtp_stop,
 327   .activate = rtp_activate,
 328   .deactivate = rtp_deactivate,
 329   .configure = rtp_configure,
 330 };
 331
 332 /*
 333 Local Variables:
 334 c-basic-offset:2
 335 comment-column:40
 336 fill-column:79
 337 indent-tabs-mode:nil
 338 End:
 339 */