chiark / gitweb /
saner play rate logic for speaker process
[disorder] / clients / playrtp.c
index 11df0e0b598ef8555b6880ddb16d5b1d93a14c71..d64162be33ee57437e3e37bfd1a5a433bf1ca0c0 100644 (file)
 /** @file clients/playrtp.c
  * @brief RTP player
  *
- * This RTP player supports Linux (ALSA) and Darwin (Core Audio) systems.
+ * 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>
@@ -113,10 +133,11 @@ struct packet {
   /** @brief Flags
    *
    * Valid values are:
-   * - @ref IDLE: the idle bit was set in the RTP packet
+   * - @ref IDLE - the idle bit was set in the RTP packet
    */
   unsigned flags;
-#define IDLE 0x0001                     /**< idle bit set in RTP packet */
+/** @brief idle bit set in RTP packet*/
+#define IDLE 0x0001
 
   /** @brief Raw sample data
    *
@@ -275,7 +296,24 @@ static void drop_first_packet(void) {
 /** @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;
   int n;
@@ -325,9 +363,6 @@ static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
     switch(header.mpt & 0x7F) {
     case 10:
       p->nsamples = (n - sizeof header) / sizeof(uint16_t);
-      /* ALSA can do any necessary conversion itself (though it might be better
-       * to do any necessary conversion in the background) */
-      /* TODO we could readv into the buffer */
       break;
       /* TODO support other RFC3551 media types (when the speaker does) */
     default:
@@ -342,7 +377,8 @@ static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
      * This is rather unsatisfactory: it means that if packets get heavily
      * out of order then we guarantee dropouts.  But for now... */
     if(nsamples >= maxbuffer) {
-      info("buffer full");
+      //info("Buffer full");
+      write(2, "B", 1);
       while(nsamples >= maxbuffer)
         pthread_cond_wait(&cond, &lock);
     }
@@ -356,7 +392,10 @@ static void *listen_thread(void attribute((unused)) *arg) {
   }
 }
 
-/** @brief Return true if @p p contains @p timestamp */
+/** @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;
@@ -365,6 +404,41 @@ static inline int contains(const struct packet *p, uint32_t timestamp) {
           && 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
@@ -377,33 +451,18 @@ static OSStatus adioproc
      void attribute((unused)) *inClientData) {
   UInt32 nbuffers = outOutputData->mNumberBuffers;
   AudioBuffer *ab = outOutputData->mBuffers;
-  const struct packet *p;
   uint32_t samples_available;
-  struct timeval in, out;
 
-  gettimeofday(&in, 0);
   pthread_mutex_lock(&lock);
   while(nbuffers > 0) {
     float *samplesOut = ab->mData;
     size_t samplesOutLeft = ab->mDataByteSize / sizeof (float);
 
     while(samplesOutLeft > 0) {
-      /* Look for a suitable packet, dropping any unsuitable ones along the
-       * way.  Unsuitable packets are ones that are in the past. */
-      while(pheap_count(&packets)) {
-        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.) */
-          break;
-      }
-      p = pheap_count(&packets) ? pheap_first(&packets) : 0;
+      const struct packet *p = next_packet();
       if(p && contains(p, next_timestamp)) {
         if(p->flags & IDLE)
-          fprintf(stderr, "\nIDLE\n");
+          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;
@@ -437,13 +496,6 @@ static OSStatus adioproc
     --nbuffers;
   }
   pthread_mutex_unlock(&lock);
-  gettimeofday(&out, 0);
-  {
-    static double max;
-    double thistime = (out.tv_sec - in.tv_sec) + (out.tv_usec - in.tv_usec) / 1000000.0;
-    if(thistime > max)
-      fprintf(stderr, "adioproc: %8.8fs\n", max = thistime);
-  }
   return 0;
 }
 #endif
@@ -531,7 +583,7 @@ static void wait_alsa(void) {
   }
 }
 
-/** @brief Play some sound
+/** @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
@@ -543,6 +595,7 @@ static int alsa_writei(const void *s, size_t n) {
     /* Something went wrong */
     switch(frames_written) {
     case -EAGAIN:
+      write(2, "#", 1);
       return 0;
     case -EPIPE:
       error(0, "error calling snd_pcm_writei: %ld",
@@ -564,6 +617,8 @@ static int alsa_writei(const void *s, size_t n) {
  * @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);
@@ -601,41 +656,6 @@ static void alsa_reset(int hard_reset) {
 }
 #endif
 
-/** @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;
-}
-
 /** @brief Play an RTP stream
  *
  * This is the guts of the program.  It is responsible for: