1.PulseAudio音量模型
2.PulseAudio基础设施

PulseAudio音量模型

       对于任何一个跟声音相关的源码软件/硬件，音量无疑都是源码非常重要的东西。太小听不见，源码太大有损听力。源码对数字音频来说大音量时还可能有失真。源码对车机来说，源码水滴flash源码大音量机器功率也相应增大，源码增加电力消耗。源码所以了解一些音量相关的源码知识还是很有必要的。

       参考文献：

       简单说来，源码人耳对音量的源码感知是反直觉的。如左下图所示，源码声音振幅随音量滑块线性变化，源码此时，源码人耳对音量的源码感觉如右下图所示。小音量时，源码项目开源滑块等距变化，听上去音量变化很大；大音量时，滑块等距变化，听上去音量变化反而没那么大。

       当声音振幅随音量滑块呈现左下图那样的非线性变化时，人耳对音量的感觉如右下图所示，呈线性变化，比较符合人的直觉。关于声音振幅随音量滑块的非线性变化，PulseAudio采用了一种立方映射模型(cubic mapping)。

       PulseAudio里有四种音量，这四种音量是等价的，可以使用volume.h中的api进行相互换算。

       volume是PulseAudio里基本的音量表示，属于pa_volume_t类型，omv源码编译相关定义见下面的代码段。

       就是2.1中的volume与PA_VOLUME_NORM的百分比。

       linear是PulseAudio立方音量模型的体现，linear与volume之间的关系如下：

       其中， 为linear， 为volume， 为PA_VOLUME_NORM。

       可以理解为通常声学意义上的分贝(dB)。

       其中， 为decibel， 为linear， 为volume， 为PA_VOLUME_NORM。

       一段PCM格式的数字音频，如果要将音量调大(小)，论文源码排名只要把这段音频里的每个数据都调大(小)。实操的话，只要乘以相应的系数就可以了。这个系数就是前文提到的PulseAudio四种音量里的linear。

       对于一段音频 ，调整音量后得到 ，则

       其中， 为linear， 为volume， 为PA_VOLUME_NORM，画成框图的话：

       如果一段音频 ，先调整了音量 ，又调整了 ，则最终的 ：

       用框图表示：

       这样子处理当然没有什么问题，但对于同一段音频，直播源码推荐经过一个音量调整块需要做 次运算(跟音频格式、时长等有关)，经过两个音量调整块的话就需要 次运算。这种情况是可以优化的，只要运用乘法结合律改变一下运算顺序就可以了。这样无论这段音频经过几个音量调块，算法的时间复杂度都是不变的。

       可能是出于编码实践方面的考量，对于一段音频先后经过几个音量调整块的情况，PulseAudio里采用了一种等效音量的做法，其目的也是在降低多次音量调整的时间复杂度。

       对于一段音频 ，先调整了音量 ，又调整了音量 ，得到了最终的 。那么，完全可以想象有一个等效音量 ，使得同样的 ，调整音量 后得到同样的 。

       由此可以得出，

       进一步，

       反映到代码上，

       PulseAudio的音量模型到此介绍完毕，关于不同通道、不同位深、有符号/无符号、整型/浮点型、大端/小端等不同音频格式的细致处理，可以去看源码。

       最后再说一个mute on的事。从笔者对应DSP驱动的经验来看，mute和volume设定的是同一个寄存器，mute on就是把volume调到最小。但PulseAudio的实现不是这样的。上面讲过，调volume就是对音频数据做乘法。mute on如果也这样实现的话，有点浪费算力了。因为对于给定的音频格式，不用做乘法也知道mute on时对应的数据是啥，直接调用memset()就可以了。但不要想当然的以为是memset(void *s, 0, size_t n)，不同格式下对应mute on时的音频数据并不都是0。具体见下面代码段里silent_byte()的实现。

PulseAudio基础设施

       pa_mainloop是PulseAudio核心基础设施，提供timer、异步io、defer三种功能。实现方案包括基于glib和poll()、pipe()等API两种，本文仅探讨后者。poll()是阻塞函数，等待timeout时间，time_event功能即基于此。pipe()用于进程间通信，本文示例展示如何自建匿名管道，一个读、一个写。

       pa_mainloop使用方法包含创建和销毁对象，主要步骤为：调用pa_mainloop_iterate()迭代一次，调用pa_mainloop_run()让主循环持续运行。具体用法在相关文件中详细说明。

       深入分析pa_mainloop源码，涉及核心数据结构和API方法。io_new()、time_new()、defer_new()创建事件，共同点在于构建pollfds数组并调整timeout计算。io_new()特别添加文件描述符，time_new()设定触发时间，pa_mainloop_poll()利用这些信息。

       enable和disable事件时调整状态，调用pa_mainloop_wakeup()唤醒主循环。time_new()创建一次性timer，调用time_restart()可实现周期性操作。事件释放时将状态标记为dead，pa_mainloop_prepare()时进行清理，同时可能调整计数器并唤醒主循环。

       综上，pa_mainloop作为PulseAudio关键组件，通过精心设计的API实现灵活高效的功能。深入了解其内部机制有助于更深入地掌握PulseAudio工作原理。