chiark / gitweb /
3a4757bf755d6c5b24f5913139325d08a42251a3
[disorder] / clients / playrtp.c
1 /*
2  * This file is part of DisOrder.
3  * Copyright (C) 2007-2009, 2011, 2013 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 clients/playrtp.c
19  * @brief RTP player
20  *
21  * This player supports Linux (<a href="http://www.alsa-project.org/">ALSA</a>)
22  * and Apple Mac (<a
23  * href="http://developer.apple.com/audio/coreaudio.html">Core Audio</a>)
24  * systems.  There is no support for Microsoft Windows yet, and that will in
25  * fact probably an entirely separate program.
26  *
27  * The program runs (at least) three threads:
28  *
29  * listen_thread() is responsible for reading RTP packets off the wire and
30  * adding them to the linked list @ref received_packets, assuming they are
31  * basically sound.
32  *
33  * queue_thread() takes packets off this linked list and adds them to @ref
34  * packets (an operation which might be much slower due to contention for @ref
35  * lock).
36  *
37  * control_thread() accepts commands from Disobedience (or anything else).
38  *
39  * The main thread activates and deactivates audio playing via the @ref
40  * lib/uaudio.h API (which probably implies at least one further thread).
41  *
42  * Sometimes it happens that there is no audio available to play.  This may
43  * because the server went away, or a packet was dropped, or the server
44  * deliberately did not send any sound because it encountered a silence.
45  *
46  * Assumptions:
47  * - it is safe to read uint32_t values without a lock protecting them
48  */
49
50 #include "common.h"
51
52 #include <getopt.h>
53 #include <sys/socket.h>
54 #include <sys/types.h>
55 #include <sys/socket.h>
56 #include <netdb.h>
57 #include <pthread.h>
58 #include <locale.h>
59 #include <sys/uio.h>
60 #include <errno.h>
61 #include <netinet/in.h>
62 #include <sys/time.h>
63 #include <sys/un.h>
64 #include <unistd.h>
65 #include <sys/mman.h>
66 #include <fcntl.h>
67 #include <math.h>
68 #include <arpa/inet.h>
69 #include <ifaddrs.h>
70 #include <net/if.h>
71
72 #include "log.h"
73 #include "mem.h"
74 #include "configuration.h"
75 #include "addr.h"
76 #include "syscalls.h"
77 #include "printf.h"
78 #include "rtp.h"
79 #include "defs.h"
80 #include "vector.h"
81 #include "heap.h"
82 #include "timeval.h"
83 #include "client.h"
84 #include "playrtp.h"
85 #include "inputline.h"
86 #include "version.h"
87 #include "uaudio.h"
88
89 /** @brief Obsolete synonym */
90 #ifndef IPV6_JOIN_GROUP
91 # define IPV6_JOIN_GROUP IPV6_ADD_MEMBERSHIP
92 #endif
93
94 /** @brief RTP socket */
95 static int rtpfd;
96
97 /** @brief Log output */
98 static FILE *logfp;
99
100 /** @brief Output device */
101
102 /** @brief Buffer low watermark in samples */
103 unsigned minbuffer;
104
105 /** @brief Maximum buffer size in samples
106  *
107  * We'll stop reading from the network if we have this many samples.
108  */
109 static unsigned maxbuffer;
110
111 /** @brief Received packets
112  * Protected by @ref receive_lock
113  *
114  * Received packets are added to this list, and queue_thread() picks them off
115  * it and adds them to @ref packets.  Whenever a packet is added to it, @ref
116  * receive_cond is signalled.
117  */
118 struct packet *received_packets;
119
120 /** @brief Tail of @ref received_packets
121  * Protected by @ref receive_lock
122  */
123 struct packet **received_tail = &received_packets;
124
125 /** @brief Lock protecting @ref received_packets 
126  *
127  * Only listen_thread() and queue_thread() ever hold this lock.  It is vital
128  * that queue_thread() not hold it any longer than it strictly has to. */
129 pthread_mutex_t receive_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
130
131 /** @brief Condition variable signalled when @ref received_packets is updated
132  *
133  * Used by listen_thread() to notify queue_thread() that it has added another
134  * packet to @ref received_packets. */
135 pthread_cond_t receive_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
136
137 /** @brief Length of @ref received_packets */
138 uint32_t nreceived;
139
140 /** @brief Binary heap of received packets */
141 struct pheap packets;
142
143 /** @brief Total number of samples available
144  *
145  * We make this volatile because we inspect it without a protecting lock,
146  * so the usual pthread_* guarantees aren't available.
147  */
148 volatile uint32_t nsamples;
149
150 /** @brief Timestamp of next packet to play.
151  *
152  * This is set to the timestamp of the last packet, plus the number of
153  * samples it contained.  Only valid if @ref active is nonzero.
154  */
155 uint32_t next_timestamp;
156
157 /** @brief True if actively playing
158  *
159  * This is true when playing and false when just buffering. */
160 int active;
161
162 /** @brief Lock protecting @ref packets */
163 pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
164
165 /** @brief Condition variable signalled whenever @ref packets is changed */
166 pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
167
168 /** @brief Backend to play with */
169 static const struct uaudio *backend;
170
171 HEAP_DEFINE(pheap, struct packet *, lt_packet);
172
173 /** @brief Control socket or NULL */
174 const char *control_socket;
175
176 /** @brief Buffer for debugging dump
177  *
178  * The debug dump is enabled by the @c --dump option.  It records the last 20s
179  * of audio to the specified file (which will be about 3.5Mbytes).  The file is
180  * written as as ring buffer, so the start point will progress through it.
181  *
182  * Use clients/dump2wav to convert this to a WAV file, which can then be loaded
183  * into (e.g.) Audacity for further inspection.
184  *
185  * All three backends (ALSA, OSS, Core Audio) now support this option.
186  *
187  * The idea is to allow the user a few seconds to react to an audible artefact.
188  */
189 int16_t *dump_buffer;
190
191 /** @brief Current index within debugging dump */
192 size_t dump_index;
193
194 /** @brief Size of debugging dump in samples */
195 size_t dump_size = 44100/*Hz*/ * 2/*channels*/ * 20/*seconds*/;
196
197 static const struct option options[] = {
198   { "help", no_argument, 0, 'h' },
199   { "version", no_argument, 0, 'V' },
200   { "debug", no_argument, 0, 'd' },
201   { "device", required_argument, 0, 'D' },
202   { "min", required_argument, 0, 'm' },
203   { "max", required_argument, 0, 'x' },
204   { "rcvbuf", required_argument, 0, 'R' },
205 #if HAVE_SYS_SOUNDCARD_H || EMPEG_HOST
206   { "oss", no_argument, 0, 'o' },
207 #endif
208 #if HAVE_ALSA_ASOUNDLIB_H
209   { "alsa", no_argument, 0, 'a' },
210 #endif
211 #if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H
212   { "core-audio", no_argument, 0, 'c' },
213 #endif
214   { "api", required_argument, 0, 'A' },
215   { "dump", required_argument, 0, 'r' },
216   { "command", required_argument, 0, 'e' },
217   { "pause-mode", required_argument, 0, 'P' },
218   { "socket", required_argument, 0, 's' },
219   { "config", required_argument, 0, 'C' },
220   { "monitor", no_argument, 0, 'M' },
221   { 0, 0, 0, 0 }
222 };
223
224 /** @brief Control thread
225  *
226  * This thread is responsible for accepting control commands from Disobedience
227  * (or other controllers) over an AF_UNIX stream socket with a path specified
228  * by the @c --socket option.  The protocol uses simple string commands and
229  * replies:
230  *
231  * - @c stop will shut the player down
232  * - @c query will send back the reply @c running
233  * - anything else is ignored
234  *
235  * Commands and response strings terminated by shutting down the connection or
236  * by a newline.  No attempt is made to multiplex multiple clients so it is
237  * important that the command be sent as soon as the connection is made - it is
238  * assumed that both parties to the protocol are entirely cooperating with one
239  * another.
240  */
241 static void *control_thread(void attribute((unused)) *arg) {
242   struct sockaddr_un sa;
243   int sfd, cfd;
244   char *line;
245   socklen_t salen;
246   FILE *fp;
247   int vl, vr;
248
249   assert(control_socket);
250   unlink(control_socket);
251   memset(&sa, 0, sizeof sa);
252   sa.sun_family = AF_UNIX;
253   strcpy(sa.sun_path, control_socket);
254   sfd = xsocket(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
255   if(bind(sfd, (const struct sockaddr *)&sa, sizeof sa) < 0)
256     disorder_fatal(errno, "error binding to %s", control_socket);
257   if(listen(sfd, 128) < 0)
258     disorder_fatal(errno, "error calling listen on %s", control_socket);
259   disorder_info("listening on %s", control_socket);
260   for(;;) {
261     salen = sizeof sa;
262     cfd = accept(sfd, (struct sockaddr *)&sa, &salen);
263     if(cfd < 0) {
264       switch(errno) {
265       case EINTR:
266       case EAGAIN:
267         break;
268       default:
269         disorder_fatal(errno, "error calling accept on %s", control_socket);
270       }
271     }
272     if(!(fp = fdopen(cfd, "r+"))) {
273       disorder_error(errno, "error calling fdopen for %s connection", control_socket);
274       close(cfd);
275       continue;
276     }
277     if(!inputline(control_socket, fp, &line, '\n')) {
278       if(!strcmp(line, "stop")) {
279         disorder_info("stopped via %s", control_socket);
280         exit(0);                          /* terminate immediately */
281       } else if(!strcmp(line, "query"))
282         fprintf(fp, "running");
283       else if(!strcmp(line, "getvol")) {
284         if(backend->get_volume) backend->get_volume(&vl, &vr);
285         else vl = vr = 0;
286         fprintf(fp, "%d %d\n", vl, vr);
287       } else if(!strncmp(line, "setvol ", 7)) {
288         if(!backend->set_volume)
289           vl = vr = 0;
290         else if(sscanf(line + 7, "%d %d", &vl, &vr) == 2)
291           backend->set_volume(&vl, &vr);
292         else
293           backend->get_volume(&vl, &vr);
294         fprintf(fp, "%d %d\n", vl, vr);
295       }
296       xfree(line);
297     }
298     if(fclose(fp) < 0)
299       disorder_error(errno, "error closing %s connection", control_socket);
300   }
301 }
302
303 /** @brief Drop the first packet
304  *
305  * Assumes that @ref lock is held. 
306  */
307 static void drop_first_packet(void) {
308   if(pheap_count(&packets)) {
309     struct packet *const p = pheap_remove(&packets);
310     nsamples -= p->nsamples;
311     playrtp_free_packet(p);
312     pthread_cond_broadcast(&cond);
313   }
314 }
315
316 /** @brief Background thread adding packets to heap
317  *
318  * This just transfers packets from @ref received_packets to @ref packets.  It
319  * is important that it holds @ref receive_lock for as little time as possible,
320  * in order to minimize the interval between calls to read() in
321  * listen_thread().
322  */
323 static void *queue_thread(void attribute((unused)) *arg) {
324   struct packet *p;
325
326   for(;;) {
327     /* Get the next packet */
328     pthread_mutex_lock(&receive_lock);
329     while(!received_packets) {
330       pthread_cond_wait(&receive_cond, &receive_lock);
331     }
332     p = received_packets;
333     received_packets = p->next;
334     if(!received_packets)
335       received_tail = &received_packets;
336     --nreceived;
337     pthread_mutex_unlock(&receive_lock);
338     /* Add it to the heap */
339     pthread_mutex_lock(&lock);
340     pheap_insert(&packets, p);
341     nsamples += p->nsamples;
342     pthread_cond_broadcast(&cond);
343     pthread_mutex_unlock(&lock);
344   }
345 #if HAVE_STUPID_GCC44
346   return NULL;
347 #endif
348 }
349
350 /** @brief Background thread collecting samples
351  *
352  * This function collects samples, perhaps converts them to the target format,
353  * and adds them to the packet list.
354  *
355  * It is crucial that the gap between successive calls to read() is as small as
356  * possible: otherwise packets will be dropped.
357  *
358  * We use a binary heap to ensure that the unavoidable effort is at worst
359  * logarithmic in the total number of packets - in fact if packets are mostly
360  * received in order then we will largely do constant work per packet since the
361  * newest packet will always be last.
362  *
363  * Of more concern is that we must acquire the lock on the heap to add a packet
364  * to it.  If this proves a problem in practice then the answer would be
365  * (probably doubly) linked list with new packets added the end and a second
366  * thread which reads packets off the list and adds them to the heap.
367  *
368  * We keep memory allocation (mostly) very fast by keeping pre-allocated
369  * packets around; see @ref playrtp_new_packet().
370  */
371 static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
372   struct packet *p = 0;
373   int n;
374   struct rtp_header header;
375   uint16_t seq;
376   uint32_t timestamp;
377   struct iovec iov[2];
378
379   for(;;) {
380     if(!p)
381       p = playrtp_new_packet();
382     iov[0].iov_base = &header;
383     iov[0].iov_len = sizeof header;
384     iov[1].iov_base = p->samples_raw;
385     iov[1].iov_len = sizeof p->samples_raw / sizeof *p->samples_raw;
386     n = readv(rtpfd, iov, 2);
387     if(n < 0) {
388       switch(errno) {
389       case EINTR:
390         continue;
391       default:
392         disorder_fatal(errno, "error reading from socket");
393       }
394     }
395     /* Ignore too-short packets */
396     if((size_t)n <= sizeof (struct rtp_header)) {
397       disorder_info("ignored a short packet");
398       continue;
399     }
400     timestamp = htonl(header.timestamp);
401     seq = htons(header.seq);
402     /* Ignore packets in the past */
403     if(active && lt(timestamp, next_timestamp)) {
404       disorder_info("dropping old packet, timestamp=%"PRIx32" < %"PRIx32,
405            timestamp, next_timestamp);
406       continue;
407     }
408     /* Ignore packets with the extension bit set. */
409     if(header.vpxcc & 0x10)
410       continue;
411     p->next = 0;
412     p->flags = 0;
413     p->timestamp = timestamp;
414     /* Convert to target format */
415     if(header.mpt & 0x80)
416       p->flags |= IDLE;
417     switch(header.mpt & 0x7F) {
418     case 10:                            /* L16 */
419       p->nsamples = (n - sizeof header) / sizeof(uint16_t);
420       break;
421       /* TODO support other RFC3551 media types (when the speaker does) */
422     default:
423       disorder_fatal(0, "unsupported RTP payload type %d", header.mpt & 0x7F);
424     }
425     /* See if packet is silent */
426     const uint16_t *s = p->samples_raw;
427     n = p->nsamples;
428     for(; n > 0; --n)
429       if(*s++)
430         break;
431     if(!n)
432       p->flags |= SILENT;
433     if(logfp)
434       fprintf(logfp, "sequence %u timestamp %"PRIx32" length %"PRIx32" end %"PRIx32"\n",
435               seq, timestamp, p->nsamples, timestamp + p->nsamples);
436     /* Stop reading if we've reached the maximum.
437      *
438      * This is rather unsatisfactory: it means that if packets get heavily
439      * out of order then we guarantee dropouts.  But for now... */
440     if(nsamples >= maxbuffer) {
441       pthread_mutex_lock(&lock);
442       while(nsamples >= maxbuffer) {
443         pthread_cond_wait(&cond, &lock);
444       }
445       pthread_mutex_unlock(&lock);
446     }
447     /* Add the packet to the receive queue */
448     pthread_mutex_lock(&receive_lock);
449     *received_tail = p;
450     received_tail = &p->next;
451     ++nreceived;
452     pthread_cond_signal(&receive_cond);
453     pthread_mutex_unlock(&receive_lock);
454     /* We'll need a new packet */
455     p = 0;
456   }
457 }
458
459 /** @brief Wait until the buffer is adequately full
460  *
461  * Must be called with @ref lock held.
462  */
463 void playrtp_fill_buffer(void) {
464   /* Discard current buffer contents */
465   while(nsamples) {
466     //fprintf(stderr, "%8u/%u (%u) DROPPING\n", nsamples, maxbuffer, minbuffer);
467     drop_first_packet();
468   }
469   disorder_info("Buffering...");
470   /* Wait until there's at least minbuffer samples available */
471   while(nsamples < minbuffer) {
472     //fprintf(stderr, "%8u/%u (%u) FILLING\n", nsamples, maxbuffer, minbuffer);
473     pthread_cond_wait(&cond, &lock);
474   }
475   /* Start from whatever is earliest */
476   next_timestamp = pheap_first(&packets)->timestamp;
477   active = 1;
478 }
479
480 /** @brief Find next packet
481  * @return Packet to play or NULL if none found
482  *
483  * The return packet is merely guaranteed not to be in the past: it might be
484  * the first packet in the future rather than one that is actually suitable to
485  * play.
486  *
487  * Must be called with @ref lock held.
488  */
489 struct packet *playrtp_next_packet(void) {
490   while(pheap_count(&packets)) {
491     struct packet *const p = pheap_first(&packets);
492     if(le(p->timestamp + p->nsamples, next_timestamp)) {
493       /* This packet is in the past.  Drop it and try another one. */
494       drop_first_packet();
495     } else
496       /* This packet is NOT in the past.  (It might be in the future
497        * however.) */
498       return p;
499   }
500   return 0;
501 }
502
503 /* display usage message and terminate */
504 static void attribute((noreturn)) help(void) {
505   xprintf("Usage:\n"
506           "  disorder-playrtp [OPTIONS] [[ADDRESS] PORT]\n"
507           "Options:\n"
508           "  --device, -D DEVICE     Output device\n"
509           "  --min, -m FRAMES        Buffer low water mark\n"
510           "  --max, -x FRAMES        Buffer maximum size\n"
511           "  --rcvbuf, -R BYTES      Socket receive buffer size\n"
512           "  --config, -C PATH       Set configuration file\n"
513           "  --api, -A API           Select audio API.  Possibilities:\n"
514           "                            ");
515   int first = 1;
516   for(int n = 0; uaudio_apis[n]; ++n) {
517     if(uaudio_apis[n]->flags & UAUDIO_API_CLIENT) {
518       if(first)
519         first = 0;
520       else
521         xprintf(", ");
522       xprintf("%s", uaudio_apis[n]->name);
523     }
524   }
525   xprintf("\n"
526           "  --command, -e COMMAND   Pipe audio to command.\n"
527           "  --pause-mode, -P silence  For -e: pauses send silence (default)\n"
528           "  --pause-mode, -P suspend  For -e: pauses suspend writes\n"
529           "  --help, -h              Display usage message\n"
530           "  --version, -V           Display version number\n"
531           );
532   xfclose(stdout);
533   exit(0);
534 }
535
536 static size_t playrtp_callback(void *buffer,
537                                size_t max_samples,
538                                void attribute((unused)) *userdata) {
539   size_t samples;
540   int silent = 0;
541
542   pthread_mutex_lock(&lock);
543   /* Get the next packet, junking any that are now in the past */
544   const struct packet *p = playrtp_next_packet();
545   if(p && contains(p, next_timestamp)) {
546     /* This packet is ready to play; the desired next timestamp points
547      * somewhere into it. */
548
549     /* Timestamp of end of packet */
550     const uint32_t packet_end = p->timestamp + p->nsamples;
551
552     /* Offset of desired next timestamp into current packet */
553     const uint32_t offset = next_timestamp - p->timestamp;
554
555     /* Pointer to audio data */
556     const uint16_t *ptr = (void *)(p->samples_raw + offset);
557
558     /* Compute number of samples left in packet, limited to output buffer
559      * size */
560     samples = packet_end - next_timestamp;
561     if(samples > max_samples)
562       samples = max_samples;
563
564     /* Copy into buffer, converting to native endianness */
565     size_t i = samples;
566     int16_t *bufptr = buffer;
567     while(i > 0) {
568       *bufptr++ = (int16_t)ntohs(*ptr++);
569       --i;
570     }
571     silent = !!(p->flags & SILENT);
572   } else {
573     /* There is no suitable packet.  We introduce 0s up to the next packet, or
574      * to fill the buffer if there's no next packet or that's too many.  The
575      * comparison with max_samples deals with the otherwise troubling overflow
576      * case. */
577     samples = p ? p->timestamp - next_timestamp : max_samples;
578     if(samples > max_samples)
579       samples = max_samples;
580     //info("infill by %zu", samples);
581     memset(buffer, 0, samples * uaudio_sample_size);
582     silent = 1;
583   }
584   /* Debug dump */
585   if(dump_buffer) {
586     for(size_t i = 0; i < samples; ++i) {
587       dump_buffer[dump_index++] = ((int16_t *)buffer)[i];
588       dump_index %= dump_size;
589     }
590   }
591   /* Advance timestamp */
592   next_timestamp += samples;
593   /* If we're getting behind then try to drop just silent packets
594    *
595    * In theory this shouldn't be necessary.  The server is supposed to send
596    * packets at the right rate and compares the number of samples sent with the
597    * time in order to ensure this.
598    *
599    * However, various things could throw this off:
600    *
601    * - the server's clock could advance at the wrong rate.  This would cause it
602    *   to mis-estimate the right number of samples to have sent and
603    *   inappropriately throttle or speed up.
604    *
605    * - playback could happen at the wrong rate.  If the playback host's sound
606    *   card has a slightly incorrect clock then eventually it will get out
607    *   of step.
608    *
609    * So if we play back slightly slower than the server sends for either of
610    * these reasons then eventually our buffer, and the socket's buffer, will
611    * fill, and the kernel will start dropping packets.  The result is audible
612    * and not very nice.
613    *
614    * Therefore if we're getting behind, we pre-emptively drop silent packets,
615    * since a change in the duration of a silence is less noticeable than a
616    * dropped packet from the middle of continuous music.
617    *
618    * (If things go wrong the other way then eventually we run out of packets to
619    * play and are forced to play silence.  This doesn't seem to happen in
620    * practice but if it does then in the same way we can artificially extend
621    * silent packets to compensate.)
622    *
623    * Dropped packets are always logged; use 'disorder-playrtp --monitor' to
624    * track how close to target buffer occupancy we are on a once-a-minute
625    * basis.
626    */
627   if(nsamples > minbuffer && silent) {
628     disorder_info("dropping %zu samples (%"PRIu32" > %"PRIu32")",
629                   samples, nsamples, minbuffer);
630     samples = 0;
631   }
632   /* Junk obsolete packets */
633   playrtp_next_packet();
634   pthread_mutex_unlock(&lock);
635   return samples;
636 }
637
638 static int compare_family(const struct ifaddrs *a,
639                           const struct ifaddrs *b,
640                           int family) {
641   int afamily = a->ifa_addr->sa_family;
642   int bfamily = b->ifa_addr->sa_family;
643   if(afamily != bfamily) {
644     /* Preferred family wins */
645     if(afamily == family) return 1;
646     if(bfamily == family) return -1;
647     /* Either there's no preference or it doesn't help.  Prefer IPv4 */
648     if(afamily == AF_INET) return 1;
649     if(bfamily == AF_INET) return -1;
650     /* Failing that prefer IPv6 */
651     if(afamily == AF_INET6) return 1;
652     if(bfamily == AF_INET6) return -1;
653   }
654   return 0;
655 }
656
657 static int compare_flags(const struct ifaddrs *a,
658                          const struct ifaddrs *b) {
659   unsigned aflags = a->ifa_flags, bflags = b->ifa_flags;
660   /* Up interfaces are better than down ones */
661   unsigned aup = aflags & IFF_UP, bup = bflags & IFF_UP;
662   if(aup != bup)
663     return aup > bup ? 1 : -1;
664 #if IFF_DYNAMIC
665   /* Static addresses are better than dynamic */
666   unsigned adynamic = aflags & IFF_DYNAMIC, bdynamic = bflags & IFF_DYNAMIC;
667   if(adynamic != bdynamic)
668     return adynamic < bdynamic ? 1 : -1;
669 #endif
670   unsigned aloopback = aflags & IFF_LOOPBACK, bloopback = bflags & IFF_LOOPBACK;
671   /* Static addresses are better than dynamic */
672   if(aloopback != bloopback)
673     return aloopback < bloopback ? 1 : -1;
674   return 0;
675 }
676
677 static int compare_interfaces(const struct ifaddrs *a,
678                               const struct ifaddrs *b,
679                               int family) {
680   int c;
681   if((c = compare_family(a, b, family))) return c;
682   return compare_flags(a, b);
683 }
684
685 int main(int argc, char **argv) {
686   int n, err;
687   struct addrinfo *res;
688   struct stringlist sl;
689   char *sockname;
690   int rcvbuf, target_rcvbuf = -1;
691   socklen_t len;
692   struct ip_mreq mreq;
693   struct ipv6_mreq mreq6;
694   disorder_client *c = NULL;
695   char *address, *port;
696   int is_multicast;
697   union any_sockaddr {
698     struct sockaddr sa;
699     struct sockaddr_in in;
700     struct sockaddr_in6 in6;
701   };
702   union any_sockaddr mgroup;
703   const char *dumpfile = 0;
704   pthread_t ltid;
705   int monitor = 0;
706   static const int one = 1;
707
708   struct addrinfo prefs = {
709     .ai_flags = AI_PASSIVE,
710     .ai_family = PF_INET,
711     .ai_socktype = SOCK_DGRAM,
712     .ai_protocol = IPPROTO_UDP
713   };
714
715   /* Timing information is often important to debugging playrtp, so we include
716    * timestamps in the logs */
717   logdate = 1;
718   mem_init();
719   if(!setlocale(LC_CTYPE, "")) disorder_fatal(errno, "error calling setlocale");
720   while((n = getopt_long(argc, argv, "hVdD:m:x:L:R:aocC:re:P:MA:", options, 0)) >= 0) {
721     switch(n) {
722     case 'h': help();
723     case 'V': version("disorder-playrtp");
724     case 'd': debugging = 1; break;
725     case 'D': uaudio_set("device", optarg); break;
726     case 'm': minbuffer = 2 * atol(optarg); break;
727     case 'x': maxbuffer = 2 * atol(optarg); break;
728     case 'L': logfp = fopen(optarg, "w"); break;
729     case 'R': target_rcvbuf = atoi(optarg); break;
730 #if HAVE_ALSA_ASOUNDLIB_H
731     case 'a':
732       disorder_error(0, "deprecated option; use --api alsa instead");
733       backend = &uaudio_alsa; break;
734 #endif
735 #if HAVE_SYS_SOUNDCARD_H || EMPEG_HOST
736     case 'o':
737       disorder_error(0, "deprecated option; use --api oss instead");
738       backend = &uaudio_oss; 
739       break;
740 #endif
741 #if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H      
742     case 'c':
743       disorder_error(0, "deprecated option; use --api coreaudio instead");
744       backend = &uaudio_coreaudio;
745       break;
746 #endif
747     case 'A': backend = uaudio_find(optarg); break;
748     case 'C': configfile = optarg; break;
749     case 's': control_socket = optarg; break;
750     case 'r': dumpfile = optarg; break;
751     case 'e': backend = &uaudio_command; uaudio_set("command", optarg); break;
752     case 'P': uaudio_set("pause-mode", optarg); break;
753     case 'M': monitor = 1; break;
754     default: disorder_fatal(0, "invalid option");
755     }
756   }
757   if(config_read(0, NULL)) disorder_fatal(0, "cannot read configuration");
758   /* Choose a sensible default audio backend */
759   if(!backend) {
760     backend = uaudio_default(uaudio_apis, UAUDIO_API_CLIENT);
761     if(!backend)
762       disorder_fatal(0, "no default uaudio API found");
763     disorder_info("default audio API %s", backend->name);
764   }
765   if(backend == &uaudio_rtp) {
766     /* This means that you have NO local sound output.  This can happen if you
767      * use a non-Apple GCC on a Mac (because it doesn't know how to compile
768      * CoreAudio/AudioHardware.h). */
769     disorder_fatal(0, "cannot play RTP through RTP");
770   }
771   /* Set buffering parameters if not overridden */
772   if(!minbuffer) {
773     minbuffer = config->rtp_minbuffer;
774     if(!minbuffer) minbuffer = (2*44100)*4/10;
775   }
776   if(!maxbuffer) {
777     maxbuffer = config->rtp_maxbuffer;
778     if(!maxbuffer) maxbuffer = 2 * minbuffer;
779   }
780   if(target_rcvbuf < 0) target_rcvbuf = config->rtp_rcvbuf;
781   argc -= optind;
782   argv += optind;
783   switch(argc) {
784   case 0:
785     sl.s = xcalloc(3, sizeof *sl.s);
786     if(config->rtp_always_request) {
787       sl.s[0] = sl.s[1] = (/*unconst*/ char *)"-";
788       sl.n = 2;
789     } else {
790       /* Get configuration from server */
791       if(!(c = disorder_new(1))) exit(EXIT_FAILURE);
792       if(disorder_connect(c)) exit(EXIT_FAILURE);
793       if(disorder_rtp_address(c, &address, &port)) exit(EXIT_FAILURE);
794       sl.s[0] = address;
795       sl.s[1] = port;
796       sl.n = 2;
797     }
798     /* If we're requesting a new stream then apply the local network address
799      * overrides.
800      */
801     if(!strcmp(sl.s[0], "-")) {
802       if(config->rtp_request_address.port)
803         byte_xasprintf(&sl.s[1], "%d", config->rtp_request_address.port);
804       if(config->rtp_request_address.address) {
805         sl.s[2] = sl.s[1];
806         sl.s[1] = config->rtp_request_address.address;
807         sl.n = 3;
808       }
809     }
810     break;
811   case 1: case 2: case 3:
812     /* Use command-line ADDRESS+PORT or just PORT */
813     sl.n = argc;
814     sl.s = argv;
815     break;
816   default:
817     disorder_fatal(0, "usage: disorder-playrtp [OPTIONS] [[ADDRESS] PORT]");
818   }
819   disorder_info("version "VERSION" process ID %lu",
820                 (unsigned long)getpid());
821   struct sockaddr *addr;
822   socklen_t addr_len;
823   if(!strcmp(sl.s[0], "-")) {
824     /* Syntax: - [[ADDRESS] PORT].  Here, the PORT may be `-' to get the local
825      * kernel to choose.  The ADDRESS may be omitted or `-' to pick something
826      * suitable. */
827     const char *node, *svc;
828     struct sockaddr *sa = 0;
829     switch (sl.n) {
830 #define NULLDASH(s) (strcmp((s), "-") ? (s) : 0)
831       case 1: node = 0; svc = 0; break;
832       case 2: node = 0; svc = NULLDASH(sl.s[1]); break;
833       case 3: node = NULLDASH(sl.s[1]); svc = NULLDASH(sl.s[2]); break;
834       default: disorder_fatal(0, "too many listening-address compoennts");
835 #undef NULLDASH
836     }
837     /* We'll need a connection to request the incoming stream, so open one if
838      * we don't have one already */
839     if(!c) {
840       if(!(c = disorder_new(1))) exit(EXIT_FAILURE);
841       if(disorder_connect(c)) exit(EXIT_FAILURE);
842     }
843     /* If no address was given, pick something sensible based on the known-
844      * working connectivity to the server */
845     if(!node) {
846       int family = config->rtp_request_address.af;
847       if(family == AF_UNSPEC) family = disorder_client_af(c);
848       /* Get a list of interfaces */
849       struct ifaddrs *ifa, *bestifa = NULL;
850       if(getifaddrs(&ifa) < 0)
851         disorder_fatal(errno, "error calling getifaddrs");
852       /* Try to pick a good one */
853       for(; ifa; ifa = ifa->ifa_next) {
854         if(!ifa->ifa_addr) continue;
855         if(bestifa == NULL
856            || compare_interfaces(ifa, bestifa, family) > 0)
857           bestifa = ifa;
858       }
859       if(!bestifa)
860         disorder_fatal(0, "failed to select a network interface");
861       sa = bestifa->ifa_addr;
862       switch(sa->sa_family) {
863         case AF_INET: ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_port = 0; break;
864         case AF_INET6: ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_port = 0; break;
865         default: assert(!"unexpected address family");
866       }
867       prefs.ai_family = sa->sa_family;
868     }
869     /* If we have an address or port to resolve then do that now */
870     if (node || svc) {
871       struct addrinfo *ai;
872       char errbuf[1024];
873       int rc;
874       if((rc = getaddrinfo(node, svc, &prefs, &ai)))
875         disorder_fatal(0, "failed to resolve address `%s' and service `%s': %s",
876                        node ? node : "-", svc ? svc : "-",
877                        format_error(ec_getaddrinfo, rc,
878                                     errbuf, sizeof(errbuf)));
879       if(!sa)
880         sa = ai->ai_addr;
881       else {
882         assert(sa->sa_family == ai->ai_addr->sa_family);
883         switch(sa->sa_family) {
884           case AF_INET:
885             ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_port =
886               ((struct sockaddr_in *)ai->ai_addr)->sin_port;
887             break;
888           case AF_INET6:
889             ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_port =
890               ((struct sockaddr_in6 *)ai->ai_addr)->sin6_port;
891             break;
892           default:
893             assert(!"unexpected address family");
894         }
895       }
896     }
897     if((rtpfd = socket(sa->sa_family, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) < 0)
898       disorder_fatal(errno, "error creating socket (family %d)",
899                      sa->sa_family);
900     /* Bind the address */
901     if(bind(rtpfd, sa,
902             sa->sa_family == AF_INET
903             ? sizeof (struct sockaddr_in) : sizeof (struct sockaddr_in6)) < 0)
904       disorder_fatal(errno, "error binding socket");
905     static struct sockaddr_storage bound_address;
906     addr = (struct sockaddr *)&bound_address;
907     addr_len = sizeof bound_address;
908     if(getsockname(rtpfd, addr, &addr_len) < 0)
909       disorder_fatal(errno, "error getting socket address");
910     /* Convert to string */
911     char addrname[128], portname[32];
912     if(getnameinfo(addr, addr_len,
913                    addrname, sizeof addrname,
914                    portname, sizeof portname,
915                    NI_NUMERICHOST|NI_NUMERICSERV) < 0)
916       disorder_fatal(errno, "getnameinfo");
917     /* Ask for audio data */
918     if(disorder_rtp_request(c, addrname, portname)) exit(EXIT_FAILURE);
919     /* Report what we did */
920     disorder_info("listening on %s (stream requested)",
921                   format_sockaddr(addr));
922   } else {
923     if(sl.n > 2) disorder_fatal(0, "too many address components");
924     /* Look up address and port */
925     if(!(res = get_address(&sl, &prefs, &sockname)))
926       exit(1);
927     addr = res->ai_addr;
928     addr_len = res->ai_addrlen;
929     /* Create the socket */
930     if((rtpfd = socket(res->ai_family,
931                        res->ai_socktype,
932                        res->ai_protocol)) < 0)
933       disorder_fatal(errno, "error creating socket");
934     /* Allow multiple listeners */
935     xsetsockopt(rtpfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof one);
936     is_multicast = multicast(addr);
937     /* The multicast and unicast/broadcast cases are different enough that they
938      * are totally split.  Trying to find commonality between them causes more
939      * trouble that it's worth. */
940     if(is_multicast) {
941       /* Stash the multicast group address */
942       memcpy(&mgroup, addr, addr_len);
943       switch(res->ai_addr->sa_family) {
944       case AF_INET:
945         mgroup.in.sin_port = 0;
946         break;
947       case AF_INET6:
948         mgroup.in6.sin6_port = 0;
949         break;
950       default:
951         disorder_fatal(0, "unsupported address family %d",
952                        (int)addr->sa_family);
953       }
954       /* Bind to to the multicast group address */
955       if(bind(rtpfd, addr, addr_len) < 0)
956         disorder_fatal(errno, "error binding socket to %s",
957                        format_sockaddr(addr));
958       /* Add multicast group membership */
959       switch(mgroup.sa.sa_family) {
960       case PF_INET:
961         mreq.imr_multiaddr = mgroup.in.sin_addr;
962         mreq.imr_interface.s_addr = 0;      /* use primary interface */
963         if(setsockopt(rtpfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP,
964                       &mreq, sizeof mreq) < 0)
965           disorder_fatal(errno, "error calling setsockopt IP_ADD_MEMBERSHIP");
966         break;
967       case PF_INET6:
968         mreq6.ipv6mr_multiaddr = mgroup.in6.sin6_addr;
969         memset(&mreq6.ipv6mr_interface, 0, sizeof mreq6.ipv6mr_interface);
970         if(setsockopt(rtpfd, IPPROTO_IPV6, IPV6_JOIN_GROUP,
971                       &mreq6, sizeof mreq6) < 0)
972           disorder_fatal(errno, "error calling setsockopt IPV6_JOIN_GROUP");
973         break;
974       default:
975         disorder_fatal(0, "unsupported address family %d", res->ai_family);
976       }
977       /* Report what we did */
978       disorder_info("listening on %s multicast group %s",
979                     format_sockaddr(addr), format_sockaddr(&mgroup.sa));
980     } else {
981       /* Bind to 0/port */
982       switch(addr->sa_family) {
983       case AF_INET: {
984         struct sockaddr_in *in = (struct sockaddr_in *)addr;
985       
986         memset(&in->sin_addr, 0, sizeof (struct in_addr));
987         break;
988       }
989       case AF_INET6: {
990         struct sockaddr_in6 *in6 = (struct sockaddr_in6 *)addr;
991       
992         memset(&in6->sin6_addr, 0, sizeof (struct in6_addr));
993         break;
994       }
995       default:
996         disorder_fatal(0, "unsupported family %d", (int)addr->sa_family);
997       }
998       if(bind(rtpfd, addr, addr_len) < 0)
999         disorder_fatal(errno, "error binding socket to %s",
1000                        format_sockaddr(addr));
1001       /* Report what we did */
1002       disorder_info("listening on %s", format_sockaddr(addr));
1003     }
1004   }
1005   len = sizeof rcvbuf;
1006   if(getsockopt(rtpfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &rcvbuf, &len) < 0)
1007     disorder_fatal(errno, "error calling getsockopt SO_RCVBUF");
1008   if(target_rcvbuf > rcvbuf) {
1009     if(setsockopt(rtpfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
1010                   &target_rcvbuf, sizeof target_rcvbuf) < 0)
1011       disorder_error(errno, "error calling setsockopt SO_RCVBUF %d", 
1012                      target_rcvbuf);
1013       /* We try to carry on anyway */
1014     else
1015       disorder_info("changed socket receive buffer from %d to %d",
1016                     rcvbuf, target_rcvbuf);
1017   } else
1018     disorder_info("default socket receive buffer %d", rcvbuf);
1019   //info("minbuffer %u maxbuffer %u", minbuffer, maxbuffer);
1020   if(logfp)
1021     disorder_info("WARNING: -L option can impact performance");
1022   if(control_socket) {
1023     pthread_t tid;
1024
1025     if((err = pthread_create(&tid, 0, control_thread, 0)))
1026       disorder_fatal(err, "pthread_create control_thread");
1027   }
1028   if(dumpfile) {
1029     int fd;
1030     unsigned char buffer[65536];
1031     size_t written;
1032
1033     if((fd = open(dumpfile, O_RDWR|O_TRUNC|O_CREAT, 0666)) < 0)
1034       disorder_fatal(errno, "opening %s", dumpfile);
1035     /* Fill with 0s to a suitable size */
1036     memset(buffer, 0, sizeof buffer);
1037     for(written = 0; written < dump_size * sizeof(int16_t);
1038         written += sizeof buffer) {
1039       if(write(fd, buffer, sizeof buffer) < 0)
1040         disorder_fatal(errno, "clearing %s", dumpfile);
1041     }
1042     /* Map the buffer into memory for convenience */
1043     dump_buffer = mmap(0, dump_size * sizeof(int16_t), PROT_READ|PROT_WRITE,
1044                        MAP_SHARED, fd, 0);
1045     if(dump_buffer == (void *)-1)
1046       disorder_fatal(errno, "mapping %s", dumpfile);
1047     disorder_info("dumping to %s", dumpfile);
1048   }
1049   /* Set up output.  Currently we only support L16 so there's no harm setting
1050    * the format before we know what it is! */
1051   uaudio_set_format(44100/*Hz*/, 2/*channels*/,
1052                     16/*bits/channel*/, 1/*signed*/);
1053   uaudio_set("application", "disorder-playrtp");
1054   backend->configure();
1055   backend->start(playrtp_callback, NULL);
1056   if(backend->open_mixer) backend->open_mixer();
1057   /* We receive and convert audio data in a background thread */
1058   if((err = pthread_create(&ltid, 0, listen_thread, 0)))
1059     disorder_fatal(err, "pthread_create listen_thread");
1060   /* We have a second thread to add received packets to the queue */
1061   if((err = pthread_create(&ltid, 0, queue_thread, 0)))
1062     disorder_fatal(err, "pthread_create queue_thread");
1063   pthread_mutex_lock(&lock);
1064   time_t lastlog = 0;
1065   for(;;) {
1066     /* Wait for the buffer to fill up a bit */
1067     playrtp_fill_buffer();
1068     /* Start playing now */
1069     disorder_info("Playing...");
1070     next_timestamp = pheap_first(&packets)->timestamp;
1071     active = 1;
1072     pthread_mutex_unlock(&lock);
1073     backend->activate();
1074     pthread_mutex_lock(&lock);
1075     /* Wait until the buffer empties out
1076      *
1077      * If there's a packet that we can play right now then we definitely
1078      * continue.
1079      *
1080      * Also if there's at least minbuffer samples we carry on regardless and
1081      * insert silence.  The assumption is there's been a pause but more data
1082      * is now available.
1083      */
1084     while(nsamples >= minbuffer
1085           || (nsamples > 0
1086               && contains(pheap_first(&packets), next_timestamp))) {
1087       if(monitor) {
1088         time_t now = xtime(0);
1089
1090         if(now >= lastlog + 60) {
1091           int offset = nsamples - minbuffer;
1092           double offtime = (double)offset / (uaudio_rate * uaudio_channels);
1093           disorder_info("%+d samples off (%d.%02ds, %d bytes)",
1094                         offset,
1095                         (int)fabs(offtime) * (offtime < 0 ? -1 : 1),
1096                         (int)(fabs(offtime) * 100) % 100,
1097                         offset * uaudio_bits / CHAR_BIT);
1098           lastlog = now;
1099         }
1100       }
1101       //fprintf(stderr, "%8u/%u (%u) PLAYING\n", nsamples, maxbuffer, minbuffer);
1102       pthread_cond_wait(&cond, &lock);
1103     }
1104 #if 0
1105     if(nsamples) {
1106       struct packet *p = pheap_first(&packets);
1107       fprintf(stderr, "nsamples=%u (%u) next_timestamp=%"PRIx32", first packet is [%"PRIx32",%"PRIx32")\n",
1108               nsamples, minbuffer, next_timestamp,p->timestamp,p->timestamp+p->nsamples);
1109     }
1110 #endif
1111     /* Stop playing for a bit until the buffer re-fills */
1112     pthread_mutex_unlock(&lock);
1113     backend->deactivate();
1114     pthread_mutex_lock(&lock);
1115     active = 0;
1116     /* Go back round */
1117   }
1118   return 0;
1119 }
1120
1121 /*
1122 Local Variables:
1123 c-basic-offset:2
1124 comment-column:40
1125 fill-column:79
1126 indent-tabs-mode:nil
1127 End:
1128 */