chiark / gitweb /
saner play rate logic for speaker process
[disorder] / clients / playrtp.c
index e259b2c49e51a834df15f3713323bd40e9011a7f..d64162be33ee57437e3e37bfd1a5a433bf1ca0c0 100644 (file)
  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307
  * USA
  */
+/** @file clients/playrtp.c
+ * @brief RTP player
+ *
+ * This player supports Linux (<a href="http://www.alsa-project.org/">ALSA</a>)
+ * and Apple Mac (<a
+ * href="http://developer.apple.com/audio/coreaudio.html">Core Audio</a>)
+ * systems.  There is no support for Microsoft Windows yet, and that will in
+ * fact probably an entirely separate program.
+ *
+ * The program runs (at least) two threads.  listen_thread() is responsible for
+ * reading RTP packets off the wire and adding them to the binary heap @ref
+ * packets, assuming they are basically sound.
+ *
+ * The main thread is responsible for actually playing audio.  In ALSA this
+ * means it waits until ALSA says it's ready for more audio which it then
+ * plays.
+ *
+ * InCore Audio the main thread is only responsible for starting and stopping
+ * play: the system does the actual playback in its own private thread, and
+ * calls adioproc() to fetch the audio data.
+ *
+ * Sometimes it happens that there is no audio available to play.  This may
+ * because the server went away, or a packet was dropped, or the server
+ * deliberately did not send any sound because it encountered a silence.
+ */
 
 #include <config.h>
 #include "types.h"
@@ -30,6 +55,8 @@
 #include <netdb.h>
 #include <pthread.h>
 #include <locale.h>
+#include <sys/uio.h>
+#include <string.h>
 
 #include "log.h"
 #include "mem.h"
@@ -38,6 +65,8 @@
 #include "syscalls.h"
 #include "rtp.h"
 #include "defs.h"
+#include "vector.h"
+#include "heap.h"
 
 #if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H
 # include <CoreAudio/AudioHardware.h>
@@ -51,6 +80,9 @@
 /** @brief RTP socket */
 static int rtpfd;
 
+/** @brief Log output */
+static FILE *logfp;
+
 /** @brief Output device */
 static const char *device;
 
@@ -60,56 +92,101 @@ static const char *device;
  */
 #define MAXSAMPLES 2048
 
-/** @brief Minimum buffer size
+/** @brief Minimum low watermark
  *
  * We'll stop playing if there's only this many samples in the buffer. */
 static unsigned minbuffer = 2 * 44100 / 10;  /* 0.2 seconds */
 
-/** @brief Maximum sample size
+/** @brief Buffer high watermark
  *
- * The maximum supported size (in bytes) of one sample. */
-#define MAXSAMPLESIZE 2
+ * We'll only start playing when this many samples are available. */
+static unsigned readahead = 2 * 2 * 44100;
 
-/** @brief Buffer size
+/** @brief Maximum buffer size
  *
- * We'll only start playing when this many samples are available. */
-static unsigned readahead = 4 * 2 * 44100; /* 4 seconds */
+ * We'll stop reading from the network if we have this many samples. */
+static unsigned maxbuffer;
 
-#define MAXBUFFER (3 * 88200)           /* maximum buffer contents */
+/** @brief Number of samples to infill by in one go
+ *
+ * This is an upper bound - in practice we expect the underlying audio API to
+ * only ask for a much smaller number of samples in any one go.
+ */
+#define INFILL_SAMPLES (44100 * 2)      /* 1s */
 
 /** @brief Received packet
  *
- * Packets are recorded in an ordered linked list. */
+ * Received packets are kept in a binary heap (see @ref pheap) ordered by
+ * timestamp.
+ */
 struct packet {
-  /** @brief Pointer to next packet
-   * The next packet might not be immediately next: if packets are dropped
-   * or mis-ordered there may be gaps at any given moment. */
-  struct packet *next;
   /** @brief Number of samples in this packet */
-  int nsamples;
-  /** @brief Number of samples used from this packet */
-  int nused;
+  uint32_t nsamples;
+
   /** @brief Timestamp from RTP packet
    *
-   * NB that "timestamps" are really sample counters.*/
+   * NB that "timestamps" are really sample counters.  Use lt() or lt_packet()
+   * to compare timestamps. 
+   */
   uint32_t timestamp;
-#if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H
-  /** @brief Converted sample data */
-  float samples_float[MAXSAMPLES];
-#else
-  /** @brief Raw sample data */
-  unsigned char samples_raw[MAXSAMPLES * MAXSAMPLESIZE];
-#endif
+
+  /** @brief Flags
+   *
+   * Valid values are:
+   * - @ref IDLE - the idle bit was set in the RTP packet
+   */
+  unsigned flags;
+/** @brief idle bit set in RTP packet*/
+#define IDLE 0x0001
+
+  /** @brief Raw sample data
+   *
+   * Only the first @p nsamples samples are defined; the rest is uninitialized
+   * data.
+   */
+  uint16_t samples_raw[MAXSAMPLES];
 };
 
+/** @brief Return true iff \f$a < b\f$ in sequence-space arithmetic
+ *
+ * Specifically it returns true if \f$(a-b) mod 2^{32} < 2^{31}\f$.
+ *
+ * See also lt_packet().
+ */
+static inline int lt(uint32_t a, uint32_t b) {
+  return (uint32_t)(a - b) & 0x80000000;
+}
+
+/** @brief Return true iff a >= b in sequence-space arithmetic */
+static inline int ge(uint32_t a, uint32_t b) {
+  return !lt(a, b);
+}
+
+/** @brief Return true iff a > b in sequence-space arithmetic */
+static inline int gt(uint32_t a, uint32_t b) {
+  return lt(b, a);
+}
+
+/** @brief Return true iff a <= b in sequence-space arithmetic */
+static inline int le(uint32_t a, uint32_t b) {
+  return !lt(b, a);
+}
+
+/** @brief Ordering for packets, used by @ref pheap */
+static inline int lt_packet(const struct packet *a, const struct packet *b) {
+  return lt(a->timestamp, b->timestamp);
+}
+
+/** @struct pheap 
+ * @brief Binary heap of packets ordered by timestamp */
+HEAP_TYPE(pheap, struct packet *, lt_packet);
+
+/** @brief Binary heap of received packets */
+static struct pheap packets;
+
 /** @brief Total number of samples available */
 static unsigned long nsamples;
 
-/** @brief Linked list of packets
- *
- * In ascending order of timestamp. */
-static struct packet *packets;
-
 /** @brief Timestamp of next packet to play.
  *
  * This is set to the timestamp of the last packet, plus the number of
@@ -122,7 +199,42 @@ static uint32_t next_timestamp;
  * This is true when playing and false when just buffering. */
 static int active;
 
-/** @brief Lock protecting @ref packets */
+/** @brief Structure of free packet list */
+union free_packet {
+  struct packet p;
+  union free_packet *next;
+};
+
+/** @brief Linked list of free packets
+ *
+ * This is a linked list of formerly used packets.  For preference we re-use
+ * packets that have already been used rather than unused ones, to limit the
+ * size of the program's working set.  If there are no free packets in the list
+ * we try @ref next_free_packet instead.
+ *
+ * Must hold @ref lock when accessing this.
+ */
+static union free_packet *free_packets;
+
+/** @brief Array of new free packets 
+ *
+ * There are @ref count_free_packets ready to use at this address.  If there
+ * are none left we allocate more memory.
+ *
+ * Must hold @ref lock when accessing this.
+ */
+static union free_packet *next_free_packet;
+
+/** @brief Count of new free packets at @ref next_free_packet
+ *
+ * Must hold @ref lock when accessing this.
+ */
+static size_t count_free_packets;
+
+/** @brief Lock protecting @ref packets 
+ *
+ * This also protects the packet memory allocation infrastructure, @ref
+ * free_packets and @ref next_free_packet. */
 static pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 
 /** @brief Condition variable signalled whenever @ref packets is changed */
@@ -134,33 +246,93 @@ static const struct option options[] = {
   { "debug", no_argument, 0, 'd' },
   { "device", required_argument, 0, 'D' },
   { "min", required_argument, 0, 'm' },
+  { "max", required_argument, 0, 'x' },
   { "buffer", required_argument, 0, 'b' },
   { 0, 0, 0, 0 }
 };
 
-/** @brief Return true iff a < b in sequence-space arithmetic */
-static inline int lt(uint32_t a, uint32_t b) {
-  return (uint32_t)(a - b) & 0x80000000;
+/** @brief Return a new packet
+ *
+ * Assumes that @ref lock is held. */
+static struct packet *new_packet(void) {
+  struct packet *p;
+
+  if(free_packets) {
+    p = &free_packets->p;
+    free_packets = free_packets->next;
+  } else {
+    if(!count_free_packets) {
+      next_free_packet = xcalloc(1024, sizeof (union free_packet));
+      count_free_packets = 1024;
+    }
+    p = &(next_free_packet++)->p;
+    --count_free_packets;
+  }
+  return p;
+}
+
+/** @brief Free a packet
+ *
+ * Assumes that @ref lock is held. */
+static void free_packet(struct packet *p) {
+  union free_packet *u = (union free_packet *)p;
+  u->next = free_packets;
+  free_packets = u;
+}
+
+/** @brief Drop the first packet
+ *
+ * Assumes that @ref lock is held. 
+ */
+static void drop_first_packet(void) {
+  if(pheap_count(&packets)) {
+    struct packet *const p = pheap_remove(&packets);
+    nsamples -= p->nsamples;
+    free_packet(p);
+    pthread_cond_broadcast(&cond);
+  }
 }
 
 /** @brief Background thread collecting samples
  *
  * This function collects samples, perhaps converts them to the target format,
- * and adds them to the packet list. */
+ * and adds them to the packet list.
+ *
+ * It is crucial that the gap between successive calls to read() is as small as
+ * possible: otherwise packets will be dropped.
+ *
+ * We use a binary heap to ensure that the unavoidable effort is at worst
+ * logarithmic in the total number of packets - in fact if packets are mostly
+ * received in order then we will largely do constant work per packet since the
+ * newest packet will always be last.
+ *
+ * Of more concern is that we must acquire the lock on the heap to add a packet
+ * to it.  If this proves a problem in practice then the answer would be
+ * (probably doubly) linked list with new packets added the end and a second
+ * thread which reads packets off the list and adds them to the heap.
+ *
+ * We keep memory allocation (mostly) very fast by keeping pre-allocated
+ * packets around; see @ref new_packet().
+ */
 static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
-  struct packet *p = 0, **pp;
+  struct packet *p = 0;
   int n;
-  union {
-    struct rtp_header header;
-    uint8_t bytes[sizeof(uint16_t) * MAXSAMPLES + sizeof (struct rtp_header)];
-  } packet;
-  const uint16_t *const samples = (uint16_t *)(packet.bytes
-                                               + sizeof (struct rtp_header));
+  struct rtp_header header;
+  uint16_t seq;
+  uint32_t timestamp;
+  struct iovec iov[2];
 
   for(;;) {
-    if(!p)
-      p = xmalloc(sizeof *p);
-    n = read(rtpfd, packet.bytes, sizeof packet.bytes);
+    if(!p) {
+      pthread_mutex_lock(&lock);
+      p = new_packet();
+      pthread_mutex_unlock(&lock);
+    }
+    iov[0].iov_base = &header;
+    iov[0].iov_len = sizeof header;
+    iov[1].iov_base = p->samples_raw;
+    iov[1].iov_len = sizeof p->samples_raw / sizeof *p->samples_raw;
+    n = readv(rtpfd, iov, 2);
     if(n < 0) {
       switch(errno) {
       case EINTR:
@@ -170,108 +342,320 @@ static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
       }
     }
     /* Ignore too-short packets */
-    if((size_t)n <= sizeof (struct rtp_header))
+    if((size_t)n <= sizeof (struct rtp_header)) {
+      info("ignored a short packet");
       continue;
-    p->nused = 0;
-    p->timestamp = ntohl(packet.header.timestamp);
+    }
+    timestamp = htonl(header.timestamp);
+    seq = htons(header.seq);
     /* Ignore packets in the past */
-    if(active && lt(p->timestamp, next_timestamp))
+    if(active && lt(timestamp, next_timestamp)) {
+      info("dropping old packet, timestamp=%"PRIx32" < %"PRIx32,
+           timestamp, next_timestamp);
       continue;
+    }
+    pthread_mutex_lock(&lock);
+    p->flags = 0;
+    p->timestamp = timestamp;
     /* Convert to target format */
-    switch(packet.header.mpt & 0x7F) {
+    if(header.mpt & 0x80)
+      p->flags |= IDLE;
+    switch(header.mpt & 0x7F) {
     case 10:
-      p->nsamples = (n - sizeof (struct rtp_header)) / sizeof(uint16_t);
-#if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H
-      /* Convert to what Core Audio expects */
-      for(n = 0; n < p->nsamples; ++n)
-        p->samples_float[n] = (int16_t)ntohs(samples[n]) * (0.5f / 32767);
-#else
-      /* ALSA can do any necessary conversion itself (though it might be better
-       * to do any necessary conversion in the background) */
-      memcpy(p->samples_raw, samples, n - sizeof (struct rtp_header));
-#endif
+      p->nsamples = (n - sizeof header) / sizeof(uint16_t);
       break;
       /* TODO support other RFC3551 media types (when the speaker does) */
     default:
       fatal(0, "unsupported RTP payload type %d",
-            packet.header.mpt & 0x7F);
+            header.mpt & 0x7F);
     }
-    pthread_mutex_lock(&lock);
+    if(logfp)
+      fprintf(logfp, "sequence %u timestamp %"PRIx32" length %"PRIx32" end %"PRIx32"\n",
+              seq, timestamp, p->nsamples, timestamp + p->nsamples);
     /* Stop reading if we've reached the maximum.
      *
      * This is rather unsatisfactory: it means that if packets get heavily
      * out of order then we guarantee dropouts.  But for now... */
-    while(nsamples >= MAXBUFFER)
-      pthread_cond_wait(&cond, &lock);
-    for(pp = &packets;
-        *pp && lt((*pp)->timestamp, p->timestamp);
-        pp = &(*pp)->next)
-      ;
-    /* So now either !*pp or *pp >= p */
-    if(*pp && p->timestamp == (*pp)->timestamp) {
-      /* *pp == p; a duplicate.  Ideally we avoid the translation step here,
-       * but we'll worry about that another time. */
-    } else {
-      p->next = *pp;
-      *pp = p;
-      nsamples += p->nsamples;
-      pthread_cond_broadcast(&cond);
-      p = 0;                            /* we've consumed this packet */
+    if(nsamples >= maxbuffer) {
+      //info("Buffer full");
+      write(2, "B", 1);
+      while(nsamples >= maxbuffer)
+        pthread_cond_wait(&cond, &lock);
     }
+    /* Add the packet to the heap */
+    pheap_insert(&packets, p);
+    nsamples += p->nsamples;
+    /* We'll need a new packet */
+    p = 0;
+    pthread_cond_broadcast(&cond);
     pthread_mutex_unlock(&lock);
   }
 }
 
+/** @brief Return true if @p p contains @p timestamp
+ *
+ * Containment implies that a sample @p timestamp exists within the packet.
+ */
+static inline int contains(const struct packet *p, uint32_t timestamp) {
+  const uint32_t packet_start = p->timestamp;
+  const uint32_t packet_end = p->timestamp + p->nsamples;
+
+  return (ge(timestamp, packet_start)
+          && lt(timestamp, packet_end));
+}
+
+/** @brief Wait until the buffer is adequately full
+ *
+ * Must be called with @ref lock held.
+ */
+static void fill_buffer(void) {
+  info("Buffering...");
+  while(nsamples < readahead)
+    pthread_cond_wait(&cond, &lock);
+  next_timestamp = pheap_first(&packets)->timestamp;
+  active = 1;
+}
+
+/** @brief Find next packet
+ * @return Packet to play or NULL if none found
+ *
+ * The return packet is merely guaranteed not to be in the past: it might be
+ * the first packet in the future rather than one that is actually suitable to
+ * play.
+ *
+ * Must be called with @ref lock held.
+ */
+static struct packet *next_packet(void) {
+  while(pheap_count(&packets)) {
+    struct packet *const p = pheap_first(&packets);
+    if(le(p->timestamp + p->nsamples, next_timestamp)) {
+      /* This packet is in the past.  Drop it and try another one. */
+      drop_first_packet();
+    } else
+      /* This packet is NOT in the past.  (It might be in the future
+       * however.) */
+      return p;
+  }
+  return 0;
+}
+
 #if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H
 /** @brief Callback from Core Audio */
-static OSStatus adioproc(AudioDeviceID inDevice,
-                         const AudioTimeStamp *inNow,
-                         const AudioBufferList *inInputData,
-                         const AudioTimeStamp *inInputTime,
-                         AudioBufferList *outOutputData,
-                         const AudioTimeStamp *inOutputTime,
-                         void *inClientData) {
+static OSStatus adioproc
+    (AudioDeviceID attribute((unused)) inDevice,
+     const AudioTimeStamp attribute((unused)) *inNow,
+     const AudioBufferList attribute((unused)) *inInputData,
+     const AudioTimeStamp attribute((unused)) *inInputTime,
+     AudioBufferList *outOutputData,
+     const AudioTimeStamp attribute((unused)) *inOutputTime,
+     void attribute((unused)) *inClientData) {
   UInt32 nbuffers = outOutputData->mNumberBuffers;
   AudioBuffer *ab = outOutputData->mBuffers;
-  float *samplesOut;                    /* where to write samples to */
-  size_t samplesOutLeft;                /* space left */
-  size_t samplesInLeft;
-  size_t samplesToCopy;
+  uint32_t samples_available;
 
   pthread_mutex_lock(&lock);
-  samplesOut = ab->data;
-  samplesOutLeft = ab->mDataByteSize / sizeof (float);
-  while(packets && nbuffers > 0) {
-    if(packets->used == packets->nsamples) {
-      /* TODO if we dropped a packet then we should introduce a gap here */
-      struct packet *const p = packets;
-      packets = p->next;
-      free(p);
-      pthread_cond_broadcast(&cond);
-      continue;
-    }
-    if(samplesOutLeft == 0) {
-      --nbuffers;
-      ++ab;
-      samplesOut = ab->data;
-      samplesOutLeft = ab->mDataByteSize / sizeof (float);
-      continue;
+  while(nbuffers > 0) {
+    float *samplesOut = ab->mData;
+    size_t samplesOutLeft = ab->mDataByteSize / sizeof (float);
+
+    while(samplesOutLeft > 0) {
+      const struct packet *p = next_packet();
+      if(p && contains(p, next_timestamp)) {
+        if(p->flags & IDLE)
+          write(2, "I", 1);
+        /* This packet is ready to play */
+        const uint32_t packet_end = p->timestamp + p->nsamples;
+        const uint32_t offset = next_timestamp - p->timestamp;
+        const uint16_t *ptr = (void *)(p->samples_raw + offset);
+
+        samples_available = packet_end - next_timestamp;
+        if(samples_available > samplesOutLeft)
+          samples_available = samplesOutLeft;
+        next_timestamp += samples_available;
+        samplesOutLeft -= samples_available;
+        while(samples_available-- > 0)
+          *samplesOut++ = (int16_t)ntohs(*ptr++) * (0.5 / 32767);
+        /* We don't bother junking the packet - that'll be dealt with next time
+         * round */
+        write(2, ".", 1);
+      } else {
+        /* No packet is ready to play (and there might be no packet at all) */
+        samples_available = p ? p->timestamp - next_timestamp
+                              : samplesOutLeft;
+        if(samples_available > samplesOutLeft)
+          samples_available = samplesOutLeft;
+        //info("infill by %"PRIu32, samples_available);
+        /* Conveniently the buffer is 0 to start with */
+        next_timestamp += samples_available;
+        samplesOut += samples_available;
+        samplesOutLeft -= samples_available;
+        write(2, "?", 1);
+      }
     }
-    /* Now: (1) there is some data left to read
-     *      (2) there is some space to put it */
-    samplesInLeft = packets->nsamples - packets->used;
-    samplesToCopy = (samplesInLeft < samplesOutLeft
-                     ? samplesInLeft : samplesOutLeft);
-    memcpy(samplesOut, packet->samples + packets->used, samplesToCopy);
-    packets->used += samplesToCopy;
-    samplesOut += samplesToCopy;
-    samesOutLeft -= samplesToCopy;
+    ++ab;
+    --nbuffers;
   }
   pthread_mutex_unlock(&lock);
   return 0;
 }
 #endif
 
+
+#if API_ALSA
+/** @brief PCM handle */
+static snd_pcm_t *pcm;
+
+/** @brief True when @ref pcm is up and running */
+static int alsa_prepared = 1;
+
+/** @brief Initialize @ref pcm */
+static void setup_alsa(void) {
+  snd_pcm_hw_params_t *hwparams;
+  snd_pcm_sw_params_t *swparams;
+  /* Only support one format for now */
+  const int sample_format = SND_PCM_FORMAT_S16_BE;
+  unsigned rate = 44100;
+  const int channels = 2;
+  const int samplesize = channels * sizeof(uint16_t);
+  snd_pcm_uframes_t pcm_bufsize = MAXSAMPLES * samplesize * 3;
+  /* If we can write more than this many samples we'll get a wakeup */
+  const int avail_min = 256;
+  int err;
+  
+  /* Open ALSA */
+  if((err = snd_pcm_open(&pcm,
+                         device ? device : "default",
+                         SND_PCM_STREAM_PLAYBACK,
+                         SND_PCM_NONBLOCK)))
+    fatal(0, "error from snd_pcm_open: %d", err);
+  /* Set up 'hardware' parameters */
+  snd_pcm_hw_params_alloca(&hwparams);
+  if((err = snd_pcm_hw_params_any(pcm, hwparams)) < 0)
+    fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_any: %d", err);
+  if((err = snd_pcm_hw_params_set_access(pcm, hwparams,
+                                         SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED)) < 0)
+    fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_access: %d", err);
+  if((err = snd_pcm_hw_params_set_format(pcm, hwparams,
+                                         sample_format)) < 0)
+    
+    fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_format (%d): %d",
+          sample_format, err);
+  if((err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(pcm, hwparams, &rate, 0)) < 0)
+    fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_rate (%d): %d",
+          rate, err);
+  if((err = snd_pcm_hw_params_set_channels(pcm, hwparams,
+                                           channels)) < 0)
+    fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_channels (%d): %d",
+          channels, err);
+  if((err = snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near(pcm, hwparams,
+                                                   &pcm_bufsize)) < 0)
+    fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_buffer_size (%d): %d",
+          MAXSAMPLES * samplesize * 3, err);
+  if((err = snd_pcm_hw_params(pcm, hwparams)) < 0)
+    fatal(0, "error calling snd_pcm_hw_params: %d", err);
+  /* Set up 'software' parameters */
+  snd_pcm_sw_params_alloca(&swparams);
+  if((err = snd_pcm_sw_params_current(pcm, swparams)) < 0)
+    fatal(0, "error calling snd_pcm_sw_params_current: %d", err);
+  if((err = snd_pcm_sw_params_set_avail_min(pcm, swparams, avail_min)) < 0)
+    fatal(0, "error calling snd_pcm_sw_params_set_avail_min %d: %d",
+          avail_min, err);
+  if((err = snd_pcm_sw_params(pcm, swparams)) < 0)
+    fatal(0, "error calling snd_pcm_sw_params: %d", err);
+}
+
+/** @brief Wait until ALSA wants some audio */
+static void wait_alsa(void) {
+  struct pollfd fds[64];
+  int nfds, err;
+  unsigned short events;
+
+  for(;;) {
+    do {
+      if((nfds = snd_pcm_poll_descriptors(pcm,
+                                          fds, sizeof fds / sizeof *fds)) < 0)
+        fatal(0, "error calling snd_pcm_poll_descriptors: %d", nfds);
+    } while(poll(fds, nfds, -1) < 0 && errno == EINTR);
+    if((err = snd_pcm_poll_descriptors_revents(pcm, fds, nfds, &events)))
+      fatal(0, "error calling snd_pcm_poll_descriptors_revents: %d", err);
+    if(events & POLLOUT)
+      return;
+  }
+}
+
+/** @brief Play some sound via ALSA
+ * @param s Pointer to sample data
+ * @param n Number of samples
+ * @return 0 on success, -1 on non-fatal error
+ */
+static int alsa_writei(const void *s, size_t n) {
+  /* Do the write */
+  const snd_pcm_sframes_t frames_written = snd_pcm_writei(pcm, s, n / 2);
+  if(frames_written < 0) {
+    /* Something went wrong */
+    switch(frames_written) {
+    case -EAGAIN:
+      write(2, "#", 1);
+      return 0;
+    case -EPIPE:
+      error(0, "error calling snd_pcm_writei: %ld",
+            (long)frames_written);
+      return -1;
+    default:
+      fatal(0, "error calling snd_pcm_writei: %ld",
+            (long)frames_written);
+    }
+  } else {
+    /* Success */
+    next_timestamp += frames_written * 2;
+    return 0;
+  }
+}
+
+/** @brief Play the relevant part of a packet
+ * @param p Packet to play
+ * @return 0 on success, -1 on non-fatal error
+ */
+static int alsa_play(const struct packet *p) {
+  if(p->flags & IDLE)
+    write(2, "I", 1);
+  write(2, ".", 1);
+  return alsa_writei(p->samples_raw + next_timestamp - p->timestamp,
+                     (p->timestamp + p->nsamples) - next_timestamp);
+}
+
+/** @brief Play some silence
+ * @param p Next packet or NULL
+ * @return 0 on success, -1 on non-fatal error
+ */
+static int alsa_infill(const struct packet *p) {
+  static const uint16_t zeros[INFILL_SAMPLES];
+  size_t samples_available = INFILL_SAMPLES;
+
+  if(p && samples_available > p->timestamp - next_timestamp)
+    samples_available = p->timestamp - next_timestamp;
+  write(2, "?", 1);
+  return alsa_writei(zeros, samples_available);
+}
+
+/** @brief Reset ALSA state after we lost synchronization */
+static void alsa_reset(int hard_reset) {
+  int err;
+
+  if((err = snd_pcm_nonblock(pcm, 0)))
+    fatal(0, "error calling snd_pcm_nonblock: %d", err);
+  if(hard_reset) {
+    if((err = snd_pcm_drop(pcm)))
+      fatal(0, "error calling snd_pcm_drop: %d", err);
+  } else
+    if((err = snd_pcm_drain(pcm)))
+      fatal(0, "error calling snd_pcm_drain: %d", err);
+  if((err = snd_pcm_nonblock(pcm, 1)))
+    fatal(0, "error calling snd_pcm_nonblock: %d", err);
+  alsa_prepared = 0;
+}
+#endif
+
 /** @brief Play an RTP stream
  *
  * This is the guts of the program.  It is responsible for:
@@ -288,148 +672,41 @@ static void play_rtp(void) {
   pthread_create(&ltid, 0, listen_thread, 0);
 #if API_ALSA
   {
-    snd_pcm_t *pcm;
-    snd_pcm_hw_params_t *hwparams;
-    snd_pcm_sw_params_t *swparams;
-    /* Only support one format for now */
-    const int sample_format = SND_PCM_FORMAT_S16_BE;
-    unsigned rate = 44100;
-    const int channels = 2;
-    const int samplesize = channels * sizeof(uint16_t);
-    snd_pcm_uframes_t pcm_bufsize = MAXSAMPLES * samplesize * 3;
-    /* If we can write more than this many samples we'll get a wakeup */
-    const int avail_min = 256;
-    snd_pcm_sframes_t frames_written;
-    size_t samples_written;
-    int prepared = 1;
-    int err;
-    int infilling = 0;
-
-    /* Open ALSA */
-    if((err = snd_pcm_open(&pcm,
-                           device ? device : "default",
-                           SND_PCM_STREAM_PLAYBACK,
-                           SND_PCM_NONBLOCK)))
-      fatal(0, "error from snd_pcm_open: %d", err);
-    /* Set up 'hardware' parameters */
-    snd_pcm_hw_params_alloca(&hwparams);
-    if((err = snd_pcm_hw_params_any(pcm, hwparams)) < 0)
-      fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_any: %d", err);
-    if((err = snd_pcm_hw_params_set_access(pcm, hwparams,
-                                           SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED)) < 0)
-      fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_access: %d", err);
-    if((err = snd_pcm_hw_params_set_format(pcm, hwparams,
-                                           sample_format)) < 0)
-      fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_format (%d): %d",
-            sample_format, err);
-    if((err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(pcm, hwparams, &rate, 0)) < 0)
-      fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_rate (%d): %d",
-            rate, err);
-    if((err = snd_pcm_hw_params_set_channels(pcm, hwparams,
-                                             channels)) < 0)
-      fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_channels (%d): %d",
-            channels, err);
-    if((err = snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near(pcm, hwparams,
-                                                     &pcm_bufsize)) < 0)
-      fatal(0, "error from snd_pcm_hw_params_set_buffer_size (%d): %d",
-            MAXSAMPLES * samplesize * 3, err);
-    if((err = snd_pcm_hw_params(pcm, hwparams)) < 0)
-      fatal(0, "error calling snd_pcm_hw_params: %d", err);
-    /* Set up 'software' parameters */
-    snd_pcm_sw_params_alloca(&swparams);
-    if((err = snd_pcm_sw_params_current(pcm, swparams)) < 0)
-      fatal(0, "error calling snd_pcm_sw_params_current: %d", err);
-    if((err = snd_pcm_sw_params_set_avail_min(pcm, swparams, avail_min)) < 0)
-      fatal(0, "error calling snd_pcm_sw_params_set_avail_min %d: %d",
-            avail_min, err);
-    if((err = snd_pcm_sw_params(pcm, swparams)) < 0)
-      fatal(0, "error calling snd_pcm_sw_params: %d", err);
-
-    /* Ready to go */
+    struct packet *p;
+    int escape, err;
 
+    /* Open the sound device */
+    setup_alsa();
     pthread_mutex_lock(&lock);
     for(;;) {
       /* Wait for the buffer to fill up a bit */
-      info("Buffering...");
-      while(nsamples < readahead)
-        pthread_cond_wait(&cond, &lock);
-      if(!prepared) {
+      fill_buffer();
+      if(!alsa_prepared) {
         if((err = snd_pcm_prepare(pcm)))
           fatal(0, "error calling snd_pcm_prepare: %d", err);
-        prepared = 1;
+        alsa_prepared = 1;
       }
-      /* Start at the first available packet */
-      next_timestamp = packets->timestamp;
-      active = 1;
-      infilling = 0;
+      escape = 0;
       info("Playing...");
-      /* Wait until the buffer empties out */
-      while(nsamples >= minbuffer) {
+      /* Keep playing until the buffer empties out, or ALSA tells us to get
+       * lost */
+      while(nsamples >= minbuffer && !escape) {
         /* Wait for ALSA to ask us for more data */
         pthread_mutex_unlock(&lock);
-        snd_pcm_wait(pcm, -1);
+        wait_alsa();
         pthread_mutex_lock(&lock);
-        /* ALSA is ready for more data */
-        if(packets && packets->timestamp + packets->nused == next_timestamp) {
-          /* Hooray, we have a packet we can play */
-          const size_t samples_available = packets->nsamples - packets->nused;
-          const size_t frames_available = samples_available / 2;
-
-          frames_written = snd_pcm_writei(pcm,
-                                          packets->samples_raw + packets->nused,
-                                          frames_available);
-          if(frames_written < 0) {
-            if(frames_written != -EAGAIN)
-              fatal(0, "error calling snd_pcm_writei: %ld",
-                    (long)frames_written);
-          } else {
-            samples_written = frames_written * 2;
-            packets->nused += samples_written;
-            next_timestamp += samples_written;
-            if(packets->nused == packets->nsamples) {
-              /* We're done with this packet */
-              struct packet *p = packets;
-              
-              packets = p->next;
-              nsamples -= p->nsamples;
-              free(p);
-              pthread_cond_broadcast(&cond);
-            }
-            infilling = 0;
-          }
-        } else {
-          /* We don't have anything to play!  We'd better play some 0s. */
-          static const uint16_t zeros[1024];
-          size_t samples_available = 1024, frames_available;
-
-          if(!infilling) {
-            info("Infilling...");
-            infilling = 1;
-          }
-          if(packets && next_timestamp + samples_available > packets->timestamp)
-            samples_available = packets->timestamp - next_timestamp;
-          frames_available = samples_available / 2;
-          frames_written = snd_pcm_writei(pcm,
-                                          zeros,
-                                          frames_available);
-          if(frames_written < 0) {
-            if(frames_written != -EAGAIN)
-              fatal(0, "error calling snd_pcm_writei: %ld",
-                    (long)frames_written);
-          } else
-            next_timestamp += samples_written;
-        }
+        /* ALSA is ready for more data, find something to play */
+        p = next_packet();
+        /* Play it or play some silence */
+        if(contains(p, next_timestamp))
+          escape = alsa_play(p);
+        else
+          escape = alsa_infill(p);
       }
       active = 0;
       /* We stop playing for a bit until the buffer re-fills */
       pthread_mutex_unlock(&lock);
-      if((err = snd_pcm_nonblock(pcm, 0)))
-        fatal(0, "error calling snd_pcm_nonblock: %d", err);
-      if((err = snd_pcm_drain(pcm)))
-        fatal(0, "error calling snd_pcm_drain: %d", err);
-      if((err = snd_pcm_nonblock(pcm, 1)))
-        fatal(0, "error calling snd_pcm_nonblock: %d", err);
-      prepared = 0;
+      alsa_reset(escape);
       pthread_mutex_lock(&lock);
     }
 
@@ -459,14 +736,14 @@ static void play_rtp(void) {
     if(status)
       fatal(0, "AudioHardwareGetProperty: %d", (int)status);
     D(("mSampleRate       %f", asbd.mSampleRate));
-    D(("mFormatID         %08"PRIx32, asbd.mFormatID));
-    D(("mFormatFlags      %08"PRIx32, asbd.mFormatFlags));
-    D(("mBytesPerPacket   %08"PRIx32, asbd.mBytesPerPacket));
-    D(("mFramesPerPacket  %08"PRIx32, asbd.mFramesPerPacket));
-    D(("mBytesPerFrame    %08"PRIx32, asbd.mBytesPerFrame));
-    D(("mChannelsPerFrame %08"PRIx32, asbd.mChannelsPerFrame));
-    D(("mBitsPerChannel   %08"PRIx32, asbd.mBitsPerChannel));
-    D(("mReserved         %08"PRIx32, asbd.mReserved));
+    D(("mFormatID         %08lx", asbd.mFormatID));
+    D(("mFormatFlags      %08lx", asbd.mFormatFlags));
+    D(("mBytesPerPacket   %08lx", asbd.mBytesPerPacket));
+    D(("mFramesPerPacket  %08lx", asbd.mFramesPerPacket));
+    D(("mBytesPerFrame    %08lx", asbd.mBytesPerFrame));
+    D(("mChannelsPerFrame %08lx", asbd.mChannelsPerFrame));
+    D(("mBitsPerChannel   %08lx", asbd.mBitsPerChannel));
+    D(("mReserved         %08lx", asbd.mReserved));
     if(asbd.mFormatID != kAudioFormatLinearPCM)
       fatal(0, "audio device does not support kAudioFormatLinearPCM");
     status = AudioDeviceAddIOProc(adid, adioproc, 0);
@@ -475,9 +752,11 @@ static void play_rtp(void) {
     pthread_mutex_lock(&lock);
     for(;;) {
       /* Wait for the buffer to fill up a bit */
-      while(nsamples < readahead)
-        pthread_cond_wait(&cond, &lock);
+      fill_buffer();
       /* Start playing now */
+      info("Playing...");
+      next_timestamp = pheap_first(&packets)->timestamp;
+      active = 1;
       status = AudioDeviceStart(adid, adioproc);
       if(status)
         fatal(0, "AudioDeviceStart: %d", (int)status);
@@ -488,6 +767,7 @@ static void play_rtp(void) {
       status = AudioDeviceStop(adid, adioproc);
       if(status)
         fatal(0, "AudioDeviceStop: %d", (int)status);
+      active = 0;
       /* Go back round */
     }
   }
@@ -501,12 +781,13 @@ static void help(void) {
   xprintf("Usage:\n"
          "  disorder-playrtp [OPTIONS] ADDRESS [PORT]\n"
          "Options:\n"
-         "  --help, -h              Display usage message\n"
-         "  --version, -V           Display version number\n"
-         "  --debug, -d             Turn on debugging\n"
           "  --device, -D DEVICE     Output device\n"
           "  --min, -m FRAMES        Buffer low water mark\n"
-          "  --buffer, -b FRAMES     Buffer high water mark\n");
+          "  --buffer, -b FRAMES     Buffer high water mark\n"
+          "  --max, -x FRAMES        Buffer maximum size\n"
+         "  --help, -h              Display usage message\n"
+         "  --version, -V           Display version number\n"
+          );
   xfclose(stdout);
   exit(0);
 }
@@ -537,7 +818,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
 
   mem_init();
   if(!setlocale(LC_CTYPE, "")) fatal(errno, "error calling setlocale");
-  while((n = getopt_long(argc, argv, "hVdD:m:b:", options, 0)) >= 0) {
+  while((n = getopt_long(argc, argv, "hVdD:m:b:x:L:", options, 0)) >= 0) {
     switch(n) {
     case 'h': help();
     case 'V': version();
@@ -545,9 +826,13 @@ int main(int argc, char **argv) {
     case 'D': device = optarg; break;
     case 'm': minbuffer = 2 * atol(optarg); break;
     case 'b': readahead = 2 * atol(optarg); break;
+    case 'x': maxbuffer = 2 * atol(optarg); break;
+    case 'L': logfp = fopen(optarg, "w"); break;
     default: fatal(0, "invalid option");
     }
   }
+  if(!maxbuffer)
+    maxbuffer = 4 * readahead;
   argc -= optind;
   argv += optind;
   if(argc < 1 || argc > 2)