Phase 7: Per-Programm-Audiomixer über Core-Audio-Taps

Ein Tap mit mutedWhenTapped schaltet die ursprüngliche Ausgabe eines Programms
stumm und liefert das Signal stattdessen bei Onyx ab; ein privates
Aggregate-Device aus Tap und echtem Ausgabegerät gibt es nach der Verstärkung
wieder aus. Das ist der einzige Weg, den macOS ohne eigenen Treiber anbietet.

Die Kennlinie ist hergeleitet, nicht geraten: halbe empfundene Lautstärke sind
rund −10 dB, also Faktor 0,316. Aus 0,5^k = 0,316 folgt k ≈ 1,66. Die Skala ist
damit symmetrisch — 50 % sind −10 dB, 200 % sind +10 dB. Mein erster Ansatz mit
der vierten Potenz ergab bei halbem Regler 6 % statt 32 %; der Test hat das
gefangen, bevor es an einen Lautsprecher kam.

Über 100 % greift ein weicher Begrenzer. Ohne ihn schneidet die Hardware die
Werte hart ab, und das knackt hörbar. Er arbeitet erst ab 0,7, weil eine
Begrenzung, die schon bei Zimmerlautstärke einsetzt, matt klingt.

Der Mixer ist standardmäßig aus, und auch eingeschaltet greift er nur bei
ausdrücklich gewählten Programmen ein. Alles andere läuft unverändert vorbei.
Der Notausschalter steht sichtbar in der Ansicht, nicht in einem Menü: wenn der
Ton weg ist, ist das der Knopf, den man sucht.

Drei Fehlerfälle sind eingeplant, weil jeder von ihnen ein stummes Programm
bedeutet. Der Wachhund baut Taps neu auf, die nur noch Stille liefern — der
bekannte Fall aus Spike C. Ein Wechsel des Ausgabegeräts baut alle Taps neu
auf, weil sie am alten Gerät hängen. Und ein fehlgeschlagener Aufbau räumt sich
selbst weg, statt in einem halben Zustand zu verharren.

Beim Beenden von Onyx wird der Mixer abgebaut: sonst bleiben die abgegriffenen
Programme stumm zurück.

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Guido Schmit
2026-08-10 23:09:48 +02:00
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View File

@@ -0,0 +1,276 @@
import Foundation
import AppKit
import CoreAudio
import OSLog
private let log = Logger(subsystem: "com.scarriffleservices.onyx", category: "Audio")
/// Der Per-Programm-Lautstärkemixer.
///
/// **Er ist standardmäßig aus.** Eingeschaltet greift er in den Tonweg jedes
/// gewählten Programms ein geht dabei etwas schief, ist das Programm still.
/// Ein Werkzeug, das ungefragt zwischen Musik und Lautsprecher tritt, hat man
/// sich nicht ausgesucht.
@MainActor
@Observable
public final class AudioMixer {
public private(set) var processes: [AudioProcess] = []
public private(set) var isEnabled = false
public private(set) var lastError: String?
/// Programme, die vom Mixer bearbeitet werden. Alle anderen laufen
/// unverändert am Mixer vorbei.
public private(set) var managed: Set<String> = []
private var store = VolumeStore()
private var taps: [String: ProcessTap] = [:]
private var refreshTimer: Timer?
private var watchdogTimer: Timer?
private let defaults: UserDefaults
private enum Keys {
static let volumes = "onyx.audio.volumes"
static let muted = "onyx.audio.muted"
static let managed = "onyx.audio.managed"
}
public init(defaults: UserDefaults = .standard) {
self.defaults = defaults
let volumes = defaults.dictionary(forKey: Keys.volumes) as? [String: Double] ?? [:]
let muted = defaults.stringArray(forKey: Keys.muted) ?? []
store = VolumeStore(volumes: volumes, muted: muted)
managed = Set(defaults.stringArray(forKey: Keys.managed) ?? [])
}
// MARK: - Ein und aus
public func enable() {
guard !isEnabled else { return }
isEnabled = true
refresh()
refreshTimer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 3, repeats: true) { _ in
MainActor.assumeIsolated { [weak self] in self?.refresh() }
}
// Der bekannte Fehlerfall aus Spike C: Taps liefern nach einiger Zeit
// nur noch Nullen. Von außen sieht das aus, als wäre das Programm
// stumm und genau das ist es dann auch, weil der Tap das Original
// stummschaltet.
watchdogTimer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 5, repeats: true) { _ in
MainActor.assumeIsolated { [weak self] in self?.checkForStalledTaps() }
}
observeDeviceChanges()
log.notice("Mixer eingeschaltet")
}
/// Notausschalter. Stellt den unveränderten Systemzustand wieder her.
///
/// Muss immer erreichbar sein und darf nie fehlschlagen: wenn der Ton weg
/// ist, ist das der Knopf, den man sucht.
public func disable() {
isEnabled = false
refreshTimer?.invalidate(); refreshTimer = nil
watchdogTimer?.invalidate(); watchdogTimer = nil
for tap in taps.values { tap.stop() }
taps.removeAll()
lastError = nil
log.notice("Mixer ausgeschaltet — Tonweg unverändert")
}
// MARK: - Programme
private func refresh() {
processes = Self.currentProcesses()
syncTaps()
}
/// Legt Taps an und ab, sodass sie zu `managed` und den laufenden
/// Programmen passen.
private func syncTaps() {
guard isEnabled else { return }
guard let outputUID = Self.defaultOutputUID() else {
lastError = AudioMixerError.noOutputDevice.errorDescription
return
}
let wanted = Set(processes.filter { managed.contains($0.bundleID) }.map(\.bundleID))
// Beendete oder abgewählte Programme freigeben sonst bliebe der Tap
// stehen und schaltete ein Programm stumm, das gar nicht mehr gemeint ist.
for (bundleID, tap) in taps where !wanted.contains(bundleID) {
tap.stop()
taps[bundleID] = nil
}
for process in processes where wanted.contains(process.bundleID) {
if let existing = taps[process.bundleID] {
existing.setGain(store.effectiveGain(for: process.bundleID))
continue
}
let tap = ProcessTap(process: process)
tap.setGain(store.effectiveGain(for: process.bundleID))
do {
try tap.start(outputDeviceUID: outputUID)
taps[process.bundleID] = tap
lastError = nil
} catch {
// Bei einem Fehlschlag nicht in einem halben Zustand
// verharren: das Programm bleibt sonst stumm zurück.
tap.stop()
managed.remove(process.bundleID)
persist()
lastError = error.localizedDescription
log.error("Tap für \(process.name, privacy: .public) fehlgeschlagen: \(error.localizedDescription, privacy: .public)")
}
}
}
/// Baut Taps neu auf, die nur noch Stille liefern.
private func checkForStalledTaps() {
for (bundleID, tap) in taps {
guard tap.isRunning,
Date().timeIntervalSince(tap.lastAudioAt) > 30,
processes.first(where: { $0.bundleID == bundleID })?.isPlaying == true
else { continue }
log.error("Tap für \(bundleID, privacy: .public) liefert nur Stille — Neuaufbau")
tap.stop()
taps[bundleID] = nil
}
syncTaps()
}
/// Wechselt das Ausgabegerät, müssen alle Taps neu aufgebaut werden: sie
/// hängen am alten Gerät und gäben ins Leere aus.
private func observeDeviceChanges() {
var address = AudioObjectPropertyAddress(
mSelector: kAudioHardwarePropertyDefaultOutputDevice,
mScope: kAudioObjectPropertyScopeGlobal,
mElement: kAudioObjectPropertyElementMain)
AudioObjectAddPropertyListenerBlock(
AudioObjectID(kAudioObjectSystemObject), &address, .main) { [weak self] _, _ in
MainActor.assumeIsolated {
guard let self, self.isEnabled else { return }
log.notice("Ausgabegerät gewechselt — Taps werden neu aufgebaut")
for tap in self.taps.values { tap.stop() }
self.taps.removeAll()
self.syncTaps()
}
}
}
// MARK: - Steuerung
public func isManaged(_ bundleID: String) -> Bool { managed.contains(bundleID) }
public func setManaged(_ isManaged: Bool, for bundleID: String) {
if isManaged { managed.insert(bundleID) } else { managed.remove(bundleID) }
persist()
syncTaps()
}
public func volume(for bundleID: String) -> Double { store.volume(for: bundleID) }
public func isMuted(_ bundleID: String) -> Bool { store.isMuted(for: bundleID) }
public func setVolume(_ volume: Double, for bundleID: String) {
store.set(volume, for: bundleID)
taps[bundleID]?.setGain(store.effectiveGain(for: bundleID))
persist()
}
public func setMuted(_ isMuted: Bool, for bundleID: String) {
store.setMuted(isMuted, for: bundleID)
taps[bundleID]?.setGain(store.effectiveGain(for: bundleID))
persist()
}
private func persist() {
defaults.set(store.snapshot, forKey: Keys.volumes)
defaults.set(store.mutedIdentifiers, forKey: Keys.muted)
defaults.set(Array(managed), forKey: Keys.managed)
}
// MARK: - Core Audio
static func currentProcesses() -> [AudioProcess] {
var address = AudioObjectPropertyAddress(
mSelector: kAudioHardwarePropertyProcessObjectList,
mScope: kAudioObjectPropertyScopeGlobal,
mElement: kAudioObjectPropertyElementMain)
var size: UInt32 = 0
guard AudioObjectGetPropertyDataSize(AudioObjectID(kAudioObjectSystemObject),
&address, 0, nil, &size) == noErr, size > 0
else { return [] }
let count = Int(size) / MemoryLayout<AudioObjectID>.stride
let raw = UnsafeMutableRawPointer.allocate(byteCount: Int(size),
alignment: MemoryLayout<AudioObjectID>.alignment)
defer { raw.deallocate() }
guard AudioObjectGetPropertyData(AudioObjectID(kAudioObjectSystemObject),
&address, 0, nil, &size, raw) == noErr else { return [] }
let objects = Array(UnsafeBufferPointer(
start: raw.assumingMemoryBound(to: AudioObjectID.self), count: count))
return objects.compactMap { object -> AudioProcess? in
guard let bundleID = string(object, kAudioProcessPropertyBundleID),
!bundleID.isEmpty else { return nil }
let pid = value(object, kAudioProcessPropertyPID, pid_t(0)) ?? -1
// Systemdienste wie coreaudiod oder die Sprachausgabe gehören nicht
// in eine Liste, in der man Spotify leiser" sucht.
guard !bundleID.hasPrefix("com.apple.audio"),
!bundleID.hasPrefix("com.apple.core") else { return nil }
let name = NSRunningApplication(processIdentifier: pid)?.localizedName ?? bundleID
let playing = (value(object, kAudioProcessPropertyIsRunningOutput, UInt32(0)) ?? 0) != 0
return AudioProcess(objectID: object, pid: pid, bundleID: bundleID,
name: name, isPlaying: playing)
}
// Was gerade klingt, gehört nach oben.
.sorted { ($0.isPlaying ? 0 : 1, $0.name.lowercased())
< ($1.isPlaying ? 0 : 1, $1.name.lowercased()) }
}
static func defaultOutputUID() -> String? {
var address = AudioObjectPropertyAddress(
mSelector: kAudioHardwarePropertyDefaultOutputDevice,
mScope: kAudioObjectPropertyScopeGlobal,
mElement: kAudioObjectPropertyElementMain)
guard let device = value(AudioObjectID(kAudioObjectSystemObject), nil,
AudioObjectID(kAudioObjectUnknown), address: &address)
else { return nil }
return string(device, kAudioDevicePropertyDeviceUID)
}
private static func value<T>(_ object: AudioObjectID, _ selector: AudioObjectPropertySelector?,
_ initial: T,
address custom: UnsafeMutablePointer<AudioObjectPropertyAddress>? = nil)
-> T? {
var address = custom?.pointee ?? AudioObjectPropertyAddress(
mSelector: selector ?? 0, mScope: kAudioObjectPropertyScopeGlobal,
mElement: kAudioObjectPropertyElementMain)
var result = initial
var size = UInt32(MemoryLayout<T>.size)
guard AudioObjectGetPropertyData(object, &address, 0, nil, &size, &result) == noErr
else { return nil }
return result
}
private static func string(_ object: AudioObjectID,
_ selector: AudioObjectPropertySelector) -> String? {
var address = AudioObjectPropertyAddress(
mSelector: selector, mScope: kAudioObjectPropertyScopeGlobal,
mElement: kAudioObjectPropertyElementMain)
var result: CFString?
var size = UInt32(MemoryLayout<CFString?>.size)
let status = withUnsafeMutablePointer(to: &result) {
AudioObjectGetPropertyData(object, &address, 0, nil, &size, $0)
}
guard status == noErr, let result else { return nil }
return result as String
}
}

View File

@@ -0,0 +1,103 @@
import Foundation
/// Rechnet Reglerstellung in Verstärkung um.
public enum Gain {
/// Zweifache Lautstärke ist die Obergrenze.
///
/// Mehr wäre technisch möglich und praktisch sinnlos: bei doppelter
/// Verstärkung arbeitet der Begrenzer bereits deutlich, darüber bleibt vom
/// Signal nur noch Kompression übrig.
public static let maximumVolume: Double = 2.0
/// Verstärkungsfaktor zu einer Reglerstellung von 0 bis 2.
///
/// Bewusst nicht linear. Lautstärke wird ungefähr logarithmisch
/// wahrgenommen; ein linearer Regler wäre in der unteren Hälfte praktisch
/// wirkungslos und in der oberen viel zu empfindlich.
///
/// Der Exponent ist hergeleitet, nicht geraten: halbe empfundene Lautstärke
/// entspricht rund 10 dB, also Faktor 0,316. Aus 0,5^k = 0,316 folgt
/// k 1,66. Damit klingt der halbe Reglerweg auch halb so laut.
///
/// Eine Potenz statt einer Dezibel-Rechnung, weil hier kein Logarithmus je
/// Abtastwert anfallen soll der Faktor wird einmal je Puffer bestimmt,
/// aber die Formel steht in einem Echtzeitpfad.
public static let taper: Double = 1.66
public static func factor(forVolume volume: Double) -> Double {
let clamped = min(max(volume, 0), maximumVolume)
guard clamped > 0 else { return 0 }
return pow(clamped, taper)
}
}
/// Weiche Begrenzung.
///
/// Bei zweifacher Verstärkung entstehen Abtastwerte weit über dem gültigen
/// Bereich. Ungebremst schneidet die Hardware sie hart ab, und das knackt
/// hörbar. Der Tangens hyperbolicus biegt sie stattdessen sanft um: leise
/// Signale bleiben unangetastet, laute werden zunehmend gestaucht.
public enum SoftClip {
/// Ab hier greift die Kennlinie. Darunter bleibt das Signal unverändert
/// eine Begrenzung, die schon bei Zimmerlautstärke arbeitet, klingt matt.
public static let threshold: Float = 0.7
public static func apply(_ sample: Float) -> Float {
let magnitude = abs(sample)
guard magnitude > threshold else { return sample }
let excess = magnitude - threshold
let headroom = 1 - threshold
let compressed = threshold + headroom * tanh(excess / headroom)
return sample < 0 ? -compressed : compressed
}
}
/// Merkt sich Lautstärke und Stummschaltung je Programm.
///
/// Nach der Bundle-Kennung, nicht nach Prozessnummer: die ändert sich bei
/// jedem Start, und eine Einstellung, die einen Neustart des Programms nicht
/// überlebt, ist keine.
public struct VolumeStore: Sendable {
private var volumes: [String: Double] = [:]
private var muted: Set<String> = []
public init() {}
/// Unbekannte Programme starten auf voller Lautstärke nicht auf null.
/// Ein Programm, das nach dem Start stumm ist, wirkt kaputt, und niemand
/// sucht die Ursache im Mixer.
public func volume(for bundleID: String) -> Double {
volumes[bundleID] ?? 1.0
}
public func isMuted(for bundleID: String) -> Bool { muted.contains(bundleID) }
public mutating func set(_ volume: Double, for bundleID: String) {
volumes[bundleID] = min(max(volume, 0), Gain.maximumVolume)
}
public mutating func setMuted(_ isMuted: Bool, for bundleID: String) {
// Getrennt von der Lautstärke: sonst verliert man beim Stummschalten
// den eingestellten Wert und muss ihn danach neu suchen.
if isMuted { muted.insert(bundleID) } else { muted.remove(bundleID) }
}
/// Was der Audiopfad tatsächlich anwenden soll.
public func effectiveGain(for bundleID: String) -> Double {
isMuted(for: bundleID) ? 0 : Gain.factor(forVolume: volume(for: bundleID))
}
// MARK: - Sicherung
public var snapshot: [String: Double] { volumes }
public var mutedIdentifiers: [String] { Array(muted) }
public init(volumes: [String: Double], muted: [String]) {
self.volumes = volumes
self.muted = Set(muted)
}
}

View File

@@ -0,0 +1,24 @@
{
"sourceLanguage" : "en",
"strings" : {
"mixer.name" : { "localizations" : {
"de" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Audio-Mixer" } },
"en" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Audio mixer" } } } },
"mixer.on" : { "localizations" : {
"de" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Mixer einschalten" } },
"en" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Turn mixer on" } } } },
"mixer.off" : { "localizations" : {
"de" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Mixer ausschalten" } },
"en" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Turn mixer off" } } } },
"mixer.off.explain" : { "localizations" : {
"de" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Regelt die Lautstärke einzelner Programme, auch über 100 %." } },
"en" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Sets the volume of individual apps, including above 100%." } } } },
"mixer.off.warning" : { "localizations" : {
"de" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Dafür greift Onyx in den Tonweg der ausgewählten Programme ein. Beim Ausschalten wird der ursprüngliche Zustand sofort wiederhergestellt." } },
"en" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Onyx intercepts the audio path of the selected apps to do this. Turning it off restores the original state immediately." } } } },
"mixer.noProcesses" : { "localizations" : {
"de" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "Kein Programm gibt gerade Ton aus" } },
"en" : { "stringUnit" : { "state" : "translated", "value" : "No app is playing audio" } } } }
},
"version" : "1.0"
}

View File

@@ -0,0 +1,184 @@
import SwiftUI
import AppKit
import OnyxDesign
import OnyxWidgetKit
/// Die Mischpult-Ansicht. Dieselbe im Panel und im Menüleisten-Popover.
public struct MixerView: View {
let mixer: AudioMixer
/// Im Panel ist es eng, im Popover nicht.
let compact: Bool
public init(mixer: AudioMixer, compact: Bool = false) {
self.mixer = mixer
self.compact = compact
}
public var body: some View {
VStack(alignment: .leading, spacing: compact ? 6 : 10) {
if mixer.isEnabled {
if mixer.processes.isEmpty {
Text("mixer.noProcesses", bundle: .module)
.font(Onyx.Font.caption)
.foregroundStyle(Onyx.Color.textTertiary)
} else {
ForEach(mixer.processes.prefix(compact ? 4 : 10)) { process in
ProcessRow(mixer: mixer, process: process, compact: compact)
}
}
if let error = mixer.lastError {
Text(error).font(Onyx.Font.caption).foregroundStyle(Onyx.Color.critical)
.fixedSize(horizontal: false, vertical: true)
}
Divider().overlay(Onyx.Color.hairline)
// Der Notausschalter gehört sichtbar dazu, nicht in ein Menü:
// wenn der Ton weg ist, ist das der Knopf, den man sucht.
Button { mixer.disable() } label: {
Label("mixer.off", systemImage: "power")
.font(Onyx.Font.caption)
}
.buttonStyle(.plain)
.foregroundStyle(Onyx.Color.textSecondary)
} else {
OffState(mixer: mixer, compact: compact)
}
}
.frame(maxWidth: .infinity, alignment: .leading)
}
}
/// Der ausgeschaltete Zustand erklärt, worauf man sich einlässt.
private struct OffState: View {
let mixer: AudioMixer
let compact: Bool
var body: some View {
VStack(alignment: .leading, spacing: 6) {
Text("mixer.off.explain", bundle: .module)
.font(Onyx.Font.caption)
.foregroundStyle(Onyx.Color.textSecondary)
.fixedSize(horizontal: false, vertical: true)
if !compact {
Text("mixer.off.warning", bundle: .module)
.font(Onyx.Font.caption)
.foregroundStyle(Onyx.Color.textTertiary)
.fixedSize(horizontal: false, vertical: true)
}
Button { mixer.enable() } label: {
Label("mixer.on", systemImage: "slider.horizontal.3").font(Onyx.Font.caption)
}
.buttonStyle(.plain)
.foregroundStyle(Onyx.Color.accent)
}
}
}
private struct ProcessRow: View {
let mixer: AudioMixer
let process: AudioProcess
let compact: Bool
var body: some View {
let managed = mixer.isManaged(process.bundleID)
VStack(alignment: .leading, spacing: 2) {
HStack(spacing: 6) {
icon
Text(process.name)
.font(Onyx.Font.caption)
.foregroundStyle(process.isPlaying ? Onyx.Color.textPrimary
: Onyx.Color.textSecondary)
.lineLimit(1)
if process.isPlaying {
Circle().fill(Onyx.Color.positive).frame(width: 5, height: 5)
}
Spacer(minLength: 0)
if managed {
Text("\(Int(mixer.volume(for: process.bundleID) * 100)) %")
.font(Onyx.Font.metricSmall)
.foregroundStyle(mixer.volume(for: process.bundleID) > 1
? Onyx.Color.warning : Onyx.Color.textTertiary)
Button {
mixer.setMuted(!mixer.isMuted(process.bundleID), for: process.bundleID)
} label: {
Image(systemName: mixer.isMuted(process.bundleID)
? "speaker.slash.fill" : "speaker.wave.2.fill")
.font(.system(size: 10))
}
.buttonStyle(.plain)
.foregroundStyle(mixer.isMuted(process.bundleID)
? Onyx.Color.critical : Onyx.Color.textTertiary)
}
// Erst wenn ein Programm ausgewählt ist, wird sein Ton
// abgegriffen. Alles andere läuft unverändert am Mixer vorbei.
Toggle("", isOn: Binding(
get: { managed },
set: { mixer.setManaged($0, for: process.bundleID) }))
.toggleStyle(.switch)
.controlSize(.mini)
.labelsHidden()
}
if managed {
Slider(value: Binding(
get: { mixer.volume(for: process.bundleID) },
set: { mixer.setVolume($0, for: process.bundleID) }),
in: 0...Gain.maximumVolume)
.controlSize(.mini)
.disabled(mixer.isMuted(process.bundleID))
.overlay(alignment: .leading) {
// Markierung bei 100 %: darüber wird verstärkt, und
// man soll sehen, wann man diese Grenze überschreitet.
GeometryReader { geometry in
Rectangle()
.fill(Onyx.Color.hairline)
.frame(width: 1, height: 8)
.offset(x: geometry.size.width / Gain.maximumVolume, y: 4)
}
}
}
}
}
@ViewBuilder
private var icon: some View {
if let app = NSRunningApplication(processIdentifier: process.pid),
let image = app.icon {
Image(nsImage: image).resizable().frame(width: 14, height: 14)
} else {
Image(systemName: "app.dashed")
.font(.system(size: 11))
.foregroundStyle(Onyx.Color.textTertiary)
}
}
}
// MARK: - Widget
public struct AudioMixerWidget: OnyxWidget {
public let id = "audio"
public var displayName: String { String(localized: "mixer.name", bundle: .module) }
public let symbolName = "slider.horizontal.3"
public let supportedSizes: [WidgetSize] = [.medium, .large]
private let mixer: AudioMixer
public init(mixer: AudioMixer) { self.mixer = mixer }
public func makeView(size: WidgetSize) -> AnyView {
AnyView(
ScrollView {
MixerView(mixer: mixer, compact: size == .medium)
}
.scrollIndicators(.never)
)
}
}

View File

@@ -0,0 +1,203 @@
import Foundation
import AudioToolbox
import CoreAudio
import AVFoundation
import OSLog
private let log = Logger(subsystem: "com.scarriffleservices.onyx", category: "Audio")
/// Ein Programm, das Ton ausgibt.
public struct AudioProcess: Identifiable, Equatable, Sendable {
public let objectID: AudioObjectID
public let pid: pid_t
public let bundleID: String
public let name: String
public let isPlaying: Bool
public var id: AudioObjectID { objectID }
}
/// Fängt den Ton **eines** Programms ab, verstärkt ihn und gibt ihn wieder aus.
///
/// Der Weg ist der einzige, den macOS ohne Treiber anbietet: ein Process Tap
/// mit `mutedWhenTapped` schaltet die ursprüngliche Ausgabe stumm und liefert
/// das Signal stattdessen hier ab. Ein privates Aggregate-Device aus Tap und
/// echtem Ausgabegerät gibt es nach der Bearbeitung wieder aus.
///
/// **Fällt dieser Aufbau auseinander, ist das Programm still.** Deshalb wird
/// jeder Fehler zum Abbau des Taps führen, nicht zu einem halben Zustand und
/// deshalb gibt es einen Wachhund gegen die bekannten Null-Puffer.
final class ProcessTap {
let process: AudioProcess
/// Wird im Echtzeitpfad gelesen. `atomic` genügt hier nicht als Sprachmittel,
/// aber ein einzelner `Float` wird auf arm64 atomar geschrieben.
private(set) var gain: Float = 1
private var tapID = AudioObjectID(kAudioObjectUnknown)
private var aggregateID = AudioObjectID(kAudioObjectUnknown)
private var procID: AudioDeviceIOProcID?
private let tapUUID = UUID()
/// Wann zuletzt ein Puffer mit Inhalt kam für den Wachhund.
private(set) var lastAudioAt = Date()
private(set) var isRunning = false
init(process: AudioProcess) {
self.process = process
}
deinit { stop() }
func setGain(_ value: Double) {
gain = Float(value)
}
// MARK: - Aufbau
func start(outputDeviceUID: String) throws {
guard !isRunning else { return }
let description = CATapDescription(stereoMixdownOfProcesses: [process.objectID])
description.uuid = tapUUID
description.name = "Onyx \(process.name)"
description.isPrivate = true
// Der Kern des Ganzen: das Original wird stumm geschaltet, das Signal
// kommt nur noch hier an. Ohne das hörte man beides gleichzeitig.
description.muteBehavior = .mutedWhenTapped
var tap = AudioObjectID(kAudioObjectUnknown)
let tapStatus = AudioHardwareCreateProcessTap(description, &tap)
guard tapStatus == noErr else { throw AudioMixerError.tapFailed(tapStatus) }
tapID = tap
let aggregate: [String: Any] = [
kAudioAggregateDeviceNameKey: "Onyx Mixer \(process.name)",
kAudioAggregateDeviceUIDKey: UUID().uuidString,
// Privat: das Gerät soll nicht in der Tonauswahl des Systems
// auftauchen und auch nicht von anderen Programmen gewählt werden.
kAudioAggregateDeviceIsPrivateKey: true,
kAudioAggregateDeviceIsStackedKey: false,
kAudioAggregateDeviceMainSubDeviceKey: outputDeviceUID,
kAudioAggregateDeviceSubDeviceListKey: [[kAudioSubDeviceUIDKey: outputDeviceUID]],
kAudioAggregateDeviceTapListKey: [[
kAudioSubTapUIDKey: tapUUID.uuidString,
kAudioSubTapDriftCompensationKey: true,
]],
]
var device = AudioObjectID(kAudioObjectUnknown)
let aggregateStatus = AudioHardwareCreateAggregateDevice(aggregate as CFDictionary, &device)
guard aggregateStatus == noErr else {
cleanUp()
throw AudioMixerError.aggregateFailed(aggregateStatus)
}
aggregateID = device
var proc: AudioDeviceIOProcID?
let ioStatus = AudioDeviceCreateIOProcIDWithBlock(&proc, aggregateID, nil) {
[weak self] _, inputData, _, outputData, _ in
self?.render(input: inputData, output: outputData)
}
guard ioStatus == noErr, let proc else {
cleanUp()
throw AudioMixerError.ioProcFailed(ioStatus)
}
procID = proc
guard AudioDeviceStart(aggregateID, proc) == noErr else {
cleanUp()
throw AudioMixerError.startFailed
}
isRunning = true
lastAudioAt = Date()
log.notice("Tap aktiv für \(self.process.name, privacy: .public)")
}
// MARK: - Echtzeitpfad
/// Läuft auf dem Audiothread. Hier darf nichts geschehen, was blockieren
/// kann: keine Speicheranforderung, keine Sperre, kein Protokollieren.
private func render(input: UnsafePointer<AudioBufferList>,
output: UnsafeMutablePointer<AudioBufferList>) {
let inputList = UnsafeMutableAudioBufferListPointer(
UnsafeMutablePointer(mutating: input))
let outputList = UnsafeMutableAudioBufferListPointer(output)
let factor = gain
var sawAudio = false
for (index, outputBuffer) in outputList.enumerated() {
guard index < inputList.count,
let source = inputList[index].mData,
let destination = outputBuffer.mData else { continue }
let count = Int(min(inputList[index].mDataByteSize, outputBuffer.mDataByteSize))
/ MemoryLayout<Float>.size
let inputSamples = source.assumingMemoryBound(to: Float.self)
let outputSamples = destination.assumingMemoryBound(to: Float.self)
for sample in 0..<count {
let value = inputSamples[sample] * factor
// Nur begrenzen, wenn wirklich verstärkt wird unterhalb der
// Schwelle ist die Kennlinie ohnehin die Identität, und im
// Echtzeitpfad zählt jede eingesparte Rechnung.
outputSamples[sample] = factor > 1 ? SoftClip.apply(value) : value
if !sawAudio, value != 0 { sawAudio = true }
}
}
if sawAudio { lastAudioAt = Date() }
}
// MARK: - Abbau
func stop() {
guard tapID != kAudioObjectUnknown || aggregateID != kAudioObjectUnknown else { return }
cleanUp()
isRunning = false
}
/// Immer in dieser Reihenfolge: erst anhalten, dann IOProc, dann Gerät,
/// dann Tap. Umgekehrt bleibt das Programm stumm zurück, weil der Tap noch
/// stummschaltet, aber nichts mehr ausgibt.
private func cleanUp() {
if let procID {
AudioDeviceStop(aggregateID, procID)
AudioDeviceDestroyIOProcID(aggregateID, procID)
self.procID = nil
}
if aggregateID != kAudioObjectUnknown {
AudioHardwareDestroyAggregateDevice(aggregateID)
aggregateID = AudioObjectID(kAudioObjectUnknown)
}
if tapID != kAudioObjectUnknown {
AudioHardwareDestroyProcessTap(tapID)
tapID = AudioObjectID(kAudioObjectUnknown)
}
}
}
public enum AudioMixerError: Error, LocalizedError {
case tapFailed(OSStatus)
case aggregateFailed(OSStatus)
case ioProcFailed(OSStatus)
case startFailed
case noOutputDevice
public var errorDescription: String? {
switch self {
case .tapFailed(let status):
"Der Ton dieses Programms lässt sich nicht abgreifen (\(status))."
case .aggregateFailed(let status):
"Das Mischgerät ließ sich nicht anlegen (\(status))."
case .ioProcFailed(let status):
"Die Tonverarbeitung ließ sich nicht starten (\(status))."
case .startFailed:
"Das Mischgerät startet nicht."
case .noOutputDevice:
"Kein Ausgabegerät gefunden."
}
}
}