chiark / gitweb /
Merge from disorder.dev.
[disorder] / clients / playrtp.c
index 4ea5e3b43bd782b1f8f72c83f61bdc4a72e815a0..7eed9eb3529f75f58b4ca76f34ee0c1012bee766 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
  * This file is part of DisOrder.
- * Copyright (C) 2007, 2008 Richard Kettlewell
+ * Copyright (C) 2007-2009 Richard Kettlewell
  *
  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  * systems.  There is no support for Microsoft Windows yet, and that will in
  * fact probably an entirely separate program.
  *
- * The program runs (at least) three threads.  listen_thread() is responsible
- * for reading RTP packets off the wire and adding them to the linked list @ref
- * received_packets, assuming they are basically sound.  queue_thread() takes
- * packets off this linked list and adds them to @ref packets (an operation
- * which might be much slower due to contention for @ref lock).
+ * The program runs (at least) three threads:
  *
- * 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.  See @ref clients/playrtp-alsa.c.
+ * listen_thread() is responsible for reading RTP packets off the wire and
+ * adding them to the linked list @ref received_packets, assuming they are
+ * basically sound.
  *
- * In Core 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.  See @ref
- * clients/playrtp-coreaudio.c.
+ * queue_thread() takes packets off this linked list and adds them to @ref
+ * packets (an operation which might be much slower due to contention for @ref
+ * lock).
+ *
+ * control_thread() accepts commands from Disobedience (or anything else).
+ *
+ * The main thread activates and deactivates audio playing via the @ref
+ * lib/uaudio.h API (which probably implies at least one further thread).
  *
  * 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
@@ -64,6 +64,7 @@
 #include <unistd.h>
 #include <sys/mman.h>
 #include <fcntl.h>
+#include <math.h>
 
 #include "log.h"
 #include "mem.h"
@@ -81,8 +82,6 @@
 #include "version.h"
 #include "uaudio.h"
 
-#define readahead linux_headers_are_borked
-
 /** @brief Obsolete synonym */
 #ifndef IPV6_JOIN_GROUP
 # define IPV6_JOIN_GROUP IPV6_ADD_MEMBERSHIP
@@ -96,19 +95,13 @@ static FILE *logfp;
 
 /** @brief Output device */
 
-/** @brief Minimum low watermark
- *
- * We'll stop playing if there's only this many samples in the buffer. */
-unsigned minbuffer = 2 * 44100 / 10;  /* 0.2 seconds */
-
-/** @brief Buffer high watermark
- *
- * We'll only start playing when this many samples are available. */
-static unsigned readahead = 2 * 2 * 44100;
+/** @brief Buffer low watermark in samples */
+unsigned minbuffer = 4 * (2 * 44100) / 10;  /* 0.4 seconds */
 
-/** @brief Maximum buffer size
+/** @brief Maximum buffer size in samples
  *
- * We'll stop reading from the network if we have this many samples. */
+ * We'll stop reading from the network if we have this many samples.
+ */
 static unsigned maxbuffer;
 
 /** @brief Received packets
@@ -204,7 +197,6 @@ static const struct option options[] = {
   { "device", required_argument, 0, 'D' },
   { "min", required_argument, 0, 'm' },
   { "max", required_argument, 0, 'x' },
-  { "buffer", required_argument, 0, 'b' },
   { "rcvbuf", required_argument, 0, 'R' },
 #if HAVE_SYS_SOUNDCARD_H || EMPEG_HOST
   { "oss", no_argument, 0, 'o' },
@@ -217,8 +209,10 @@ static const struct option options[] = {
 #endif
   { "dump", required_argument, 0, 'r' },
   { "command", required_argument, 0, 'e' },
+  { "pause-mode", required_argument, 0, 'P' },
   { "socket", required_argument, 0, 's' },
   { "config", required_argument, 0, 'C' },
+  { "monitor", no_argument, 0, 'M' },
   { 0, 0, 0, 0 }
 };
 
@@ -330,6 +324,9 @@ static void *queue_thread(void attribute((unused)) *arg) {
     pthread_cond_broadcast(&cond);
     pthread_mutex_unlock(&lock);
   }
+#if HAVE_STUPID_GCC44
+  return NULL;
+#endif
 }
 
 /** @brief Background thread collecting samples
@@ -408,6 +405,14 @@ static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
       fatal(0, "unsupported RTP payload type %d",
             header.mpt & 0x7F);
     }
+    /* See if packet is silent */
+    const uint16_t *s = p->samples_raw;
+    n = p->nsamples;
+    for(; n > 0; --n)
+      if(*s++)
+        break;
+    if(!n)
+      p->flags |= SILENT;
     if(logfp)
       fprintf(logfp, "sequence %u timestamp %"PRIx32" length %"PRIx32" end %"PRIx32"\n",
               seq, timestamp, p->nsamples, timestamp + p->nsamples);
@@ -439,12 +444,18 @@ static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
  * Must be called with @ref lock held.
  */
 void playrtp_fill_buffer(void) {
-  while(nsamples)
+  /* Discard current buffer contents */
+  while(nsamples) {
+    //fprintf(stderr, "%8u/%u (%u) DROPPING\n", nsamples, maxbuffer, minbuffer);
     drop_first_packet();
+  }
   info("Buffering...");
-  while(nsamples < readahead) {
+  /* Wait until there's at least minbuffer samples available */
+  while(nsamples < minbuffer) {
+    //fprintf(stderr, "%8u/%u (%u) FILLING\n", nsamples, maxbuffer, minbuffer);
     pthread_cond_wait(&cond, &lock);
   }
+  /* Start from whatever is earliest */
   next_timestamp = pheap_first(&packets)->timestamp;
   active = 1;
 }
@@ -479,7 +490,6 @@ static void help(void) {
          "Options:\n"
           "  --device, -D DEVICE     Output device\n"
           "  --min, -m FRAMES        Buffer low water mark\n"
-          "  --buffer, -b FRAMES     Buffer high water mark\n"
           "  --max, -x FRAMES        Buffer maximum size\n"
           "  --rcvbuf, -R BYTES      Socket receive buffer size\n"
           "  --config, -C PATH       Set configuration file\n"
@@ -492,7 +502,9 @@ static void help(void) {
 #if HAVE_COREAUDIO_AUDIOHARDWARE_H
           "  --core-audio, -c        Use Core Audio to play audio\n"
 #endif
-          "  --command, -e COMMAND   Pipe audio to command\n"
+          "  --command, -e COMMAND   Pipe audio to command.\n"
+          "  --pause-mode, -P silence  For -e: pauses send silence (default)\n"
+          "  --pause-mode, -P suspend  For -e: pauses suspend writes\n"
          "  --help, -h              Display usage message\n"
          "  --version, -V           Display version number\n"
           );
@@ -504,6 +516,7 @@ static size_t playrtp_callback(void *buffer,
                                size_t max_samples,
                                void attribute((unused)) *userdata) {
   size_t samples;
+  int silent = 0;
 
   pthread_mutex_lock(&lock);
   /* Get the next packet, junking any that are now in the past */
@@ -534,8 +547,7 @@ static size_t playrtp_callback(void *buffer,
       *bufptr++ = (int16_t)ntohs(*ptr++);
       --i;
     }
-    /* We don't junk the packet here; a subsequent call to
-     * playrtp_next_packet() will dispose of it (if it's actually done with). */
+    silent = !!(p->flags & SILENT);
   } else {
     /* There is no suitable packet.  We introduce 0s up to the next packet, or
      * to fill the buffer if there's no next packet or that's too many.  The
@@ -546,6 +558,7 @@ static size_t playrtp_callback(void *buffer,
       samples = max_samples;
     //info("infill by %zu", samples);
     memset(buffer, 0, samples * uaudio_sample_size);
+    silent = 1;
   }
   /* Debug dump */
   if(dump_buffer) {
@@ -556,6 +569,47 @@ static size_t playrtp_callback(void *buffer,
   }
   /* Advance timestamp */
   next_timestamp += samples;
+  /* If we're getting behind then try to drop just silent packets
+   *
+   * In theory this shouldn't be necessary.  The server is supposed to send
+   * packets at the right rate and compares the number of samples sent with the
+   * time in order to ensure this.
+   *
+   * However, various things could throw this off:
+   *
+   * - the server's clock could advance at the wrong rate.  This would cause it
+   *   to mis-estimate the right number of samples to have sent and
+   *   inappropriately throttle or speed up.
+   *
+   * - playback could happen at the wrong rate.  If the playback host's sound
+   *   card has a slightly incorrect clock then eventually it will get out
+   *   of step.
+   *
+   * So if we play back slightly slower than the server sends for either of
+   * these reasons then eventually our buffer, and the socket's buffer, will
+   * fill, and the kernel will start dropping packets.  The result is audible
+   * and not very nice.
+   *
+   * Therefore if we're getting behind, we pre-emptively drop silent packets,
+   * since a change in the duration of a silence is less noticeable than a
+   * dropped packet from the middle of continuous music.
+   *
+   * (If things go wrong the other way then eventually we run out of packets to
+   * play and are forced to play silence.  This doesn't seem to happen in
+   * practice but if it does then in the same way we can artificially extend
+   * silent packets to compensate.)
+   *
+   * Dropped packets are always logged; use 'disorder-playrtp --monitor' to
+   * track how close to target buffer occupancy we are on a once-a-minute
+   * basis.
+   */
+  if(nsamples > minbuffer && silent) {
+    info("dropping %zu samples (%"PRIu32" > %"PRIu32")",
+         samples, nsamples, minbuffer);
+    samples = 0;
+  }
+  /* Junk obsolete packets */
+  playrtp_next_packet();
   pthread_mutex_unlock(&lock);
   return samples;
 }
@@ -565,7 +619,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
   struct addrinfo *res;
   struct stringlist sl;
   char *sockname;
-  int rcvbuf, target_rcvbuf = 131072;
+  int rcvbuf, target_rcvbuf = 0;
   socklen_t len;
   struct ip_mreq mreq;
   struct ipv6_mreq mreq6;
@@ -580,6 +634,8 @@ int main(int argc, char **argv) {
   union any_sockaddr mgroup;
   const char *dumpfile = 0;
   pthread_t ltid;
+  int monitor = 0;
+  static const int one = 1;
 
   static const struct addrinfo prefs = {
     .ai_flags = AI_PASSIVE,
@@ -588,17 +644,19 @@ int main(int argc, char **argv) {
     .ai_protocol = IPPROTO_UDP
   };
 
+  /* Timing information is often important to debugging playrtp, so we include
+   * timestamps in the logs */
+  logdate = 1;
   mem_init();
   if(!setlocale(LC_CTYPE, "")) fatal(errno, "error calling setlocale");
-  backend = &UAUDIO_DEFAULT;
-  while((n = getopt_long(argc, argv, "hVdD:m:b:x:L:R:M:aocC:re:", options, 0)) >= 0) {
+  backend = uaudio_apis[0];
+  while((n = getopt_long(argc, argv, "hVdD:m:x:L:R:aocC:re:P:M", options, 0)) >= 0) {
     switch(n) {
     case 'h': help();
     case 'V': version("disorder-playrtp");
     case 'd': debugging = 1; break;
     case 'D': uaudio_set("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;
     case 'R': target_rcvbuf = atoi(optarg); break;
@@ -615,12 +673,14 @@ int main(int argc, char **argv) {
     case 's': control_socket = optarg; break;
     case 'r': dumpfile = optarg; break;
     case 'e': backend = &uaudio_command; uaudio_set("command", optarg); break;
+    case 'P': uaudio_set("pause-mode", optarg); break;
+    case 'M': monitor = 1; break;
     default: fatal(0, "invalid option");
     }
   }
-  if(config_read(0)) fatal(0, "cannot read configuration");
+  if(config_read(0, NULL)) fatal(0, "cannot read configuration");
   if(!maxbuffer)
-    maxbuffer = 4 * readahead;
+    maxbuffer = 2 * minbuffer;
   argc -= optind;
   argv += optind;
   switch(argc) {
@@ -651,8 +711,14 @@ int main(int argc, char **argv) {
                      res->ai_socktype,
                      res->ai_protocol)) < 0)
     fatal(errno, "error creating socket");
-  /* Stash the multicast group address */
-  if((is_multicast = multicast(res->ai_addr))) {
+  /* Allow multiple listeners */
+  xsetsockopt(rtpfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof one);
+  is_multicast = multicast(res->ai_addr);
+  /* The multicast and unicast/broadcast cases are different enough that they
+   * are totally split.  Trying to find commonality between them causes more
+   * trouble that it's worth. */
+  if(is_multicast) {
+    /* Stash the multicast group address */
     memcpy(&mgroup, res->ai_addr, res->ai_addrlen);
     switch(res->ai_addr->sa_family) {
     case AF_INET:
@@ -661,24 +727,13 @@ int main(int argc, char **argv) {
     case AF_INET6:
       mgroup.in6.sin6_port = 0;
       break;
+    default:
+      fatal(0, "unsupported family %d", (int)res->ai_addr->sa_family);
     }
-  }
-  /* Bind to 0/port */
-  switch(res->ai_addr->sa_family) {
-  case AF_INET:
-    memset(&((struct sockaddr_in *)res->ai_addr)->sin_addr, 0,
-           sizeof (struct in_addr));
-    break;
-  case AF_INET6:
-    memset(&((struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr)->sin6_addr, 0,
-           sizeof (struct in6_addr));
-    break;
-  default:
-    fatal(0, "unsupported family %d", (int)res->ai_addr->sa_family);
-  }
-  if(bind(rtpfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0)
-    fatal(errno, "error binding socket to %s", sockname);
-  if(is_multicast) {
+    /* Bind to to the multicast group address */
+    if(bind(rtpfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0)
+      fatal(errno, "error binding socket to %s", format_sockaddr(res->ai_addr));
+    /* Add multicast group membership */
     switch(mgroup.sa.sa_family) {
     case PF_INET:
       mreq.imr_multiaddr = mgroup.in.sin_addr;
@@ -697,10 +752,32 @@ int main(int argc, char **argv) {
     default:
       fatal(0, "unsupported address family %d", res->ai_family);
     }
+    /* Report what we did */
     info("listening on %s multicast group %s",
          format_sockaddr(res->ai_addr), format_sockaddr(&mgroup.sa));
-  } else
+  } else {
+    /* Bind to 0/port */
+    switch(res->ai_addr->sa_family) {
+    case AF_INET: {
+      struct sockaddr_in *in = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;
+      
+      memset(&in->sin_addr, 0, sizeof (struct in_addr));
+      break;
+    }
+    case AF_INET6: {
+      struct sockaddr_in6 *in6 = (struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr;
+      
+      memset(&in6->sin6_addr, 0, sizeof (struct in6_addr));
+      break;
+    }
+    default:
+      fatal(0, "unsupported family %d", (int)res->ai_addr->sa_family);
+    }
+    if(bind(rtpfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0)
+      fatal(errno, "error binding socket to %s", format_sockaddr(res->ai_addr));
+    /* Report what we did */
     info("listening on %s", format_sockaddr(res->ai_addr));
+  }
   len = sizeof rcvbuf;
   if(getsockopt(rtpfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &rcvbuf, &len) < 0)
     fatal(errno, "error calling getsockopt SO_RCVBUF");
@@ -715,6 +792,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
            rcvbuf, target_rcvbuf);
   } else
     info("default socket receive buffer %d", rcvbuf);
+  //info("minbuffer %u maxbuffer %u", minbuffer, maxbuffer);
   if(logfp)
     info("WARNING: -L option can impact performance");
   if(control_socket) {
@@ -756,6 +834,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
   if((err = pthread_create(&ltid, 0, queue_thread, 0)))
     fatal(err, "pthread_create queue_thread");
   pthread_mutex_lock(&lock);
+  time_t lastlog = 0;
   for(;;) {
     /* Wait for the buffer to fill up a bit */
     playrtp_fill_buffer();
@@ -763,15 +842,49 @@ int main(int argc, char **argv) {
     info("Playing...");
     next_timestamp = pheap_first(&packets)->timestamp;
     active = 1;
+    pthread_mutex_unlock(&lock);
     backend->activate();
-    /* Wait until the buffer empties out */
+    pthread_mutex_lock(&lock);
+    /* Wait until the buffer empties out
+     *
+     * If there's a packet that we can play right now then we definitely
+     * continue.
+     *
+     * Also if there's at least minbuffer samples we carry on regardless and
+     * insert silence.  The assumption is there's been a pause but more data
+     * is now available.
+     */
     while(nsamples >= minbuffer
          || (nsamples > 0
              && contains(pheap_first(&packets), next_timestamp))) {
+      if(monitor) {
+        time_t now = xtime(0);
+
+        if(now >= lastlog + 60) {
+          int offset = nsamples - minbuffer;
+          double offtime = (double)offset / (uaudio_rate * uaudio_channels);
+          info("%+d samples off (%d.%02ds, %d bytes)",
+               offset,
+               (int)fabs(offtime) * (offtime < 0 ? -1 : 1),
+               (int)(fabs(offtime) * 100) % 100,
+               offset * uaudio_bits / CHAR_BIT);
+          lastlog = now;
+        }
+      }
+      //fprintf(stderr, "%8u/%u (%u) PLAYING\n", nsamples, maxbuffer, minbuffer);
       pthread_cond_wait(&cond, &lock);
     }
+#if 0
+    if(nsamples) {
+      struct packet *p = pheap_first(&packets);
+      fprintf(stderr, "nsamples=%u (%u) next_timestamp=%"PRIx32", first packet is [%"PRIx32",%"PRIx32")\n",
+              nsamples, minbuffer, next_timestamp,p->timestamp,p->timestamp+p->nsamples);
+    }
+#endif
     /* Stop playing for a bit until the buffer re-fills */
+    pthread_mutex_unlock(&lock);
     backend->deactivate();
+    pthread_mutex_lock(&lock);
     active = 0;
     /* Go back round */
   }