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 void rtp_get_netconfig(const char *af,
  89                               const char *addr,
  90                               const char *port,
  91                               struct netaddress *na) {
  92   char *vec[3];
  93
  94   vec[0] = uaudio_get(af, NULL);
  95   vec[1] = uaudio_get(addr, NULL);
  96   vec[2] = uaudio_get(port, NULL);
  97   if(!*vec)
  98     na->af = -1;
  99   else
 100     if(netaddress_parse(na, 3, vec))
 101       fatal(0, "invalid RTP address");
 102 }
 103
 104 static void rtp_set_netconfig(const char *af,
 105                               const char *addr,
 106                               const char *port,
 107                               const struct netaddress *na) {
 108   uaudio_set(af, NULL);
 109   uaudio_set(addr, NULL);
 110   uaudio_set(port, NULL);
 111   if(na->af != -1) {
 112     int nvec;
 113     char **vec;
 114
 115     netaddress_format(na, &nvec, &vec);
 116     if(nvec > 0) {
 117       uaudio_set(af, vec[0]);
 118       xfree(vec[0]);
 119     }
 120     if(nvec > 1) {
 121       uaudio_set(addr, vec[1]);
 122       xfree(vec[1]);
 123     }
 124     if(nvec > 2) {
 125       uaudio_set(port, vec[2]);
 126       xfree(vec[2]);
 127     }
 128     xfree(vec);
 129   }
 130 }
 131
 132 static size_t rtp_play(void *buffer, size_t nsamples) {
 133   struct rtp_header header;
 134   struct iovec vec[2];
 135
 136   /* We do as much work as possible before checking what time it is */
 137   /* Fill out header */
 138   header.vpxcc = 2 << 6;              /* V=2, P=0, X=0, CC=0 */
 139   header.seq = htons(rtp_sequence++);
 140   header.ssrc = rtp_id;
 141   header.mpt = (uaudio_schedule_reactivated ? 0x80 : 0x00) | rtp_payload;
 142 #if !WORDS_BIGENDIAN
 143   /* Convert samples to network byte order */
 144   uint16_t *u = buffer, *const limit = u + nsamples;
 145   while(u < limit) {
 146     *u = htons(*u);
 147     ++u;
 148   }
 149 #endif
 150   vec[0].iov_base = (void *)&header;
 151   vec[0].iov_len = sizeof header;
 152   vec[1].iov_base = buffer;
 153   vec[1].iov_len = nsamples * uaudio_sample_size;
 154   uaudio_schedule_synchronize();
 155   header.timestamp = htonl((uint32_t)uaudio_schedule_timestamp);
 156   int written_bytes;
 157   do {
 158     written_bytes = writev(rtp_fd, vec, 2);
 159   } while(written_bytes < 0 && errno == EINTR);
 160   if(written_bytes < 0) {
 161     error(errno, "error transmitting audio data");
 162     ++rtp_errors;
 163     if(rtp_errors == 10)
 164       fatal(0, "too many audio tranmission errors");
 165     return 0;
 166   } else
 167     rtp_errors /= 2;                    /* gradual decay */
 168   written_bytes -= sizeof (struct rtp_header);
 169   const size_t written_samples = written_bytes / uaudio_sample_size;
 170   uaudio_schedule_update(written_samples);
 171   return written_samples;
 172 }
 173
 174 static void rtp_open(void) {
 175   struct addrinfo *res, *sres;
 176   static const int one = 1;
 177   int sndbuf, target_sndbuf = 131072;
 178   socklen_t len;
 179   struct netaddress dst[1], src[1];
 180
 181   /* Get configuration */
 182   rtp_get_netconfig("rtp-destination-af",
 183                     "rtp-destination",
 184                     "rtp-destination-port",
 185                     dst);
 186   rtp_get_netconfig("rtp-source-af",
 187                     "rtp-source",
 188                     "rtp-source-port",
 189                     src);
 190   rtp_delay_threshold = atoi(uaudio_get("rtp-delay-threshold", "1000"));
 191   /* ...microseconds */
 192
 193   /* Resolve addresses */
 194   res = netaddress_resolve(dst, 0, IPPROTO_UDP);
 195   if(!res)
 196     exit(-1);
 197   if(src->af != -1) {
 198     sres = netaddress_resolve(src, 1, IPPROTO_UDP);
 199     if(!sres)
 200       exit(-1);
 201   } else
 202     sres = 0;
 203   /* Create the socket */
 204   if((rtp_fd = socket(res->ai_family,
 205                       res->ai_socktype,
 206                       res->ai_protocol)) < 0)
 207     fatal(errno, "error creating broadcast socket");
 208   if(multicast(res->ai_addr)) {
 209     /* Enable multicast options */
 210     const int ttl = atoi(uaudio_get("multicast-ttl", "1"));
 211     const int loop = !strcmp(uaudio_get("multicast-loop", "yes"), "yes");
 212     switch(res->ai_family) {
 213     case PF_INET: {
 214       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL,
 215                     &ttl, sizeof ttl) < 0)
 216         fatal(errno, "error setting IP_MULTICAST_TTL on multicast socket");
 217       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP,
 218                     &loop, sizeof loop) < 0)
 219         fatal(errno, "error setting IP_MULTICAST_LOOP on multicast socket");
 220       break;
 221     }
 222     case PF_INET6: {
 223       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IPV6, IPV6_MULTICAST_HOPS,
 224                     &ttl, sizeof ttl) < 0)
 225         fatal(errno, "error setting IPV6_MULTICAST_HOPS on multicast socket");
 226       if(setsockopt(rtp_fd, IPPROTO_IP, IPV6_MULTICAST_LOOP,
 227                     &loop, sizeof loop) < 0)
 228         fatal(errno, "error setting IPV6_MULTICAST_LOOP on multicast socket");
 229       break;
 230     }
 231     default:
 232       fatal(0, "unsupported address family %d", res->ai_family);
 233     }
 234     info("multicasting on %s TTL=%d loop=%s",
 235          format_sockaddr(res->ai_addr), ttl, loop ? "yes" : "no");
 236   } else {
 237     struct ifaddrs *ifs;
 238
 239     if(getifaddrs(&ifs) < 0)
 240       fatal(errno, "error calling getifaddrs");
 241     while(ifs) {
 242       /* (At least on Darwin) IFF_BROADCAST might be set but ifa_broadaddr
 243        * still a null pointer.  It turns out that there's a subsequent entry
 244        * for he same interface which _does_ have ifa_broadaddr though... */
 245       if((ifs->ifa_flags & IFF_BROADCAST)
 246          && ifs->ifa_broadaddr
 247          && sockaddr_equal(ifs->ifa_broadaddr, res->ai_addr))
 248         break;
 249       ifs = ifs->ifa_next;
 250     }
 251     if(ifs) {
 252       if(setsockopt(rtp_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &one, sizeof one) < 0)
 253         fatal(errno, "error setting SO_BROADCAST on broadcast socket");
 254       info("broadcasting on %s (%s)",
 255            format_sockaddr(res->ai_addr), ifs->ifa_name);
 256     } else
 257       info("unicasting on %s", format_sockaddr(res->ai_addr));
 258   }
 259   /* Enlarge the socket buffer */
 260   len = sizeof sndbuf;
 261   if(getsockopt(rtp_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
 262                 &sndbuf, &len) < 0)
 263     fatal(errno, "error getting SO_SNDBUF");
 264   if(target_sndbuf > sndbuf) {
 265     if(setsockopt(rtp_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
 266                   &target_sndbuf, sizeof target_sndbuf) < 0)
 267       error(errno, "error setting SO_SNDBUF to %d", target_sndbuf);
 268     else
 269       info("changed socket send buffer size from %d to %d",
 270            sndbuf, target_sndbuf);
 271   } else
 272     info("default socket send buffer is %d",
 273          sndbuf);
 274   /* We might well want to set additional broadcast- or multicast-related
 275    * options here */
 276   if(sres && bind(rtp_fd, sres->ai_addr, sres->ai_addrlen) < 0)
 277     fatal(errno, "error binding broadcast socket to %s",
 278           format_sockaddr(sres->ai_addr));
 279   if(connect(rtp_fd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0)
 280     fatal(errno, "error connecting broadcast socket to %s",
 281           format_sockaddr(res->ai_addr));
 282 }
 283
 284 static void rtp_start(uaudio_callback *callback,
 285                       void *userdata) {
 286   /* We only support L16 (but we do stereo and mono and will convert sign) */
 287   if(uaudio_channels == 2
 288      && uaudio_bits == 16
 289      && uaudio_rate == 44100)
 290     rtp_payload = 10;
 291   else if(uaudio_channels == 1
 292      && uaudio_bits == 16
 293      && uaudio_rate == 44100)
 294     rtp_payload = 11;
 295   else
 296     fatal(0, "asked for %d/%d/%d 16/44100/1 and 16/44100/2",
 297           uaudio_bits, uaudio_rate, uaudio_channels);
 298   /* Various fields are required to have random initial values by RFC3550.  The
 299    * packet contents are highly public so there's no point asking for very
 300    * strong randomness. */
 301   gcry_create_nonce(&rtp_id, sizeof rtp_id);
 302   gcry_create_nonce(&rtp_sequence, sizeof rtp_sequence);
 303   rtp_open();
 304   uaudio_schedule_init();
 305   uaudio_thread_start(callback,
 306                       userdata,
 307                       rtp_play,
 308                       256 / uaudio_sample_size,
 309                       (NETWORK_BYTES - sizeof(struct rtp_header))
 310                       / uaudio_sample_size,
 311                       0);
 312 }
 313
 314 static void rtp_stop(void) {
 315   uaudio_thread_stop();
 316   close(rtp_fd);
 317   rtp_fd = -1;
 318 }
 319
 320 static void rtp_activate(void) {
 321   uaudio_schedule_reactivated = 1;
 322   uaudio_thread_activate();
 323 }
 324
 325 static void rtp_deactivate(void) {
 326   uaudio_thread_deactivate();
 327 }
 328
 329 static void rtp_configure(void) {
 330   char buffer[64];
 331
 332   rtp_set_netconfig("rtp-destination-af",
 333                     "rtp-destination",
 334                     "rtp-destination-port", &config->broadcast);
 335   rtp_set_netconfig("rtp-source-af",
 336                     "rtp-source",
 337                     "rtp-source-port", &config->broadcast_from);
 338   snprintf(buffer, sizeof buffer, "%ld", config->multicast_ttl);
 339   uaudio_set("multicast-ttl", buffer);
 340   uaudio_set("multicast-loop", config->multicast_loop ? "yes" : "no");
 341   snprintf(buffer, sizeof buffer, "%ld", config->rtp_delay_threshold);
 342   uaudio_set("delay-threshold", buffer);
 343 }
 344
 345 const struct uaudio uaudio_rtp = {
 346   .name = "rtp",
 347   .options = rtp_options,
 348   .start = rtp_start,
 349   .stop = rtp_stop,
 350   .activate = rtp_activate,
 351   .deactivate = rtp_deactivate,
 352   .configure = rtp_configure,
 353 };
 354
 355 /*
 356 Local Variables:
 357 c-basic-offset:2
 358 comment-column:40
 359 fill-column:79
 360 indent-tabs-mode:nil
 361 End:
 362 */