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