From ebca3b413710ada926b6fdbe13592559e2602b73 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Uladzimir Karpenka <i@vladimir.cc>
Date: Thu, 21 May 2026 18:51:21 +0300
Subject: [PATCH] Fix TX mic DUC starvation: add 512-sample staging buffer

Opus decodes 960 samples per frame; the TX DSP thread consumes
512-sample blocks. 960 mod 512 = 448, so the ring always kept a
sub-threshold tail, causing TTXDSPThread to skip ticks and starve
the DUC hardware every ~20 ms.

FlushMicToCallback accumulates samples in FMicStageBuf and calls
FOnWebMic only when a full 512-sample block is ready. The remainder
stays in the buffer until the next Opus frame arrives. This ensures
FTXMicRing always receives data in multiples of 512, eliminating
the 0 < Avail < 512 dead-zone entirely.

FMicStageLen is reset together with FMicPreRollPos on new TX session
to prevent stale samples from a previous session mixing in.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.6 <noreply@anthropic.com>
---
 WebServer.pas | 64 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++------
 1 file changed, 57 insertions(+), 7 deletions(-)

diff --git a/WebServer.pas b/WebServer.pas
index 6d86252..312d776 100644
--- a/WebServer.pas
+++ b/WebServer.pas
@@ -187,6 +187,16 @@ type
     FMicPreRollPos:  Integer;
     FMicPreRoll:     array[0..MIC_PREROLL_SAMP-1] of Single;
 
+    // ── Staging buffer: выравнивание по границе DSP-блока ──────────────────
+    // Opus декодирует по 960 сэмплов, а TX DSP потребляет по 512.
+    // 960 mod 512 = 448 — в ring всегда остаётся хвост меньше порога,
+    // из-за чего TTXDSPThread пропускает тики и DUC hardware голодает.
+    // FlushMicToCallback накапливает сэмплы здесь и вызывает FOnWebMic
+    // ровно тогда, когда накопился полный блок 512 сэмплов.
+    // Гарантия: FTXMicRing всегда получает данные кратными 512.
+    FMicStageBuf:  array[0..511] of Single;  // буфер одного DSP-блока
+    FMicStageLen:  Integer;                   // сколько сэмплов накоплено
+
     // ── TCP ──
     FListenSock:  TSocket;
     FClients:     array[0..MAX_WS_CLIENTS-1] of TWsClient;
@@ -281,6 +291,7 @@ type
     function  LoadOpus: Boolean;
     procedure UnloadOpus;
     procedure PushMicSamples(P: PSingle; N: Integer);
+    procedure FlushMicToCallback(P: PSingle; N: Integer);
     function  InitListen: Boolean;
     procedure AcceptLoop;
     procedure PushLoop;
@@ -544,11 +555,44 @@ begin
   Result      := True;
 end;
 
+procedure TWebServer.FlushMicToCallback(P: PSingle; N: Integer);
+// Аккумулирует сэмплы в FMicStageBuf и вызывает FOnWebMic ровно когда
+// накопился полный DSP-блок (512 сэмплов). Неполный остаток хранится
+// в буфере до следующего вызова.
+//
+// Почему 512: TX DSP поток читает из FTXMicRing блоками по FAudioBufSize=512.
+// Если ring содержит 0 < Avail < 512, поток пропускает тик → DUC underflow.
+// Staging гарантирует что ring всегда получает данные кратными 512.
+var
+  Src:  PSingle;
+  Fill: Integer;
+begin
+  if not Assigned(FOnWebMic) or (N <= 0) then Exit;
+  Src := P;
+  while N > 0 do
+  begin
+    // Докладываем в stage сколько нужно до полного блока (или сколько есть)
+    Fill := Min(N, 512 - FMicStageLen);
+    Move(Src^, FMicStageBuf[FMicStageLen], Fill * SizeOf(Single));
+    Inc(FMicStageLen, Fill);
+    Inc(Src, Fill);
+    Dec(N, Fill);
+
+    // Полный блок готов — передаём в DSP-цепь и сбрасываем stage
+    if FMicStageLen = 512 then
+    begin
+      FOnWebMic(@FMicStageBuf[0], 512);
+      FMicStageLen := 0;
+    end;
+  end;
+end;
+
 procedure TWebServer.PushMicSamples(P: PSingle; N: Integer);
-// Прокладка между Opus-декодером и FOnWebMic с pre-roll cushion.
+// Прокладка между Opus-декодером и FlushMicToCallback с pre-roll cushion.
 // Первые MIC_PREROLL_SAMP сэмплов TX-сессии копим в FMicPreRoll и сливаем
 // одним блоком — это даёт FTXMicRing запас глубины ~40мс на джиттер.
-// Дальше всё пушим напрямую.
+// После pre-roll все сэмплы уходят через FlushMicToCallback, которая
+// выравнивает поток по границе 512 сэмплов.
 var
   Want, Remainder: Integer;
   P2: PSingle;
@@ -559,22 +603,24 @@ begin
     Want := MIC_PREROLL_SAMP - FMicPreRollPos;
     if N <= Want then
     begin
+      // Pre-roll ещё не набран: просто копим
       Move(P^, FMicPreRoll[FMicPreRollPos], N * SizeOf(Single));
       Inc(FMicPreRollPos, N);
     end
     else
     begin
+      // Pre-roll заполнен: сливаем накопленный буфер + остаток пакета
       Move(P^, FMicPreRoll[FMicPreRollPos], Want * SizeOf(Single));
       FMicPreRollPos := MIC_PREROLL_SAMP;
-      FOnWebMic(@FMicPreRoll[0], MIC_PREROLL_SAMP);
+      FlushMicToCallback(@FMicPreRoll[0], MIC_PREROLL_SAMP);
       Remainder := N - Want;
       P2 := P;
       Inc(P2, Want);
-      FOnWebMic(P2, Remainder);
+      FlushMicToCallback(P2, Remainder);
     end;
   end
   else
-    FOnWebMic(P, N);
+    FlushMicToCallback(P, N);
 end;
 
 procedure TWebServer.UnloadOpus;
@@ -1006,9 +1052,13 @@ begin
             begin
               NowTick := GetTickCount64;
               if (FMicLastTick = 0) or ((NowTick - FMicLastTick) > MIC_IDLE_MS) then
+              begin
                 // Новая TX-сессия (первый пакет или длинный простой):
-                // сбрасываем pre-roll, PLC не применяем — нет состояния для предсказания.
-                FMicPreRollPos := 0
+                // сбрасываем pre-roll и staging, PLC не применяем —
+                // нет состояния для предсказания.
+                FMicPreRollPos := 0;
+                FMicStageLen   := 0;
+              end
               else
               begin
                 // PLC для опоздавших/потерянных кадров по wall-clock.