mi2mu/midi-track.cc

   1 //
   2 // midi-track.cc -- implement Midi_track
   3 //
   4 // copyright 1997 Jan Nieuwenhuizen <jan@digicash.com>
   5
   6 #include "mi2mu.hh"
   7
   8 Midi_track::Midi_track( int number_i, String copyright_str, String track_name_str, String instrument_str )
   9 {
  10         number_i_ = number_i;
  11         copyright_str_ = copyright_str;
  12         instrument_str_ = instrument_str;
  13         name_str_ = track_name_str;
  14         midi_time_p_ = new Midi_time( 4, 2, 24, 8 );
  15         midi_tempo_p_ = new Midi_tempo( 1000000 );
  16 #ifdef TCOL_LIST
  17         tcol_p_list_.bottom().add( new Track_column( Moment( 0 ) ) );
  18 #else
  19         tcol_p_array_.push( new Track_column( Moment( 0 ) ) );
  20 #endif
  21 }
  22
  23 Midi_track::~Midi_track()
  24 {
  25         delete midi_time_p_;
  26         delete midi_tempo_p_;
  27 }
  28
  29 #ifdef MVOICE_LIST
  30 void
  31 Midi_track::add_begin_at( Link_list<Midi_voice*>& open_voices_r, Moment mom )
  32 {
  33         for ( PCursor<Midi_voice*> i( midi_voice_p_list_.top() ); i.ok(); i++ )
  34                 if ( i->begin_mom() == mom ) {
  35                         tor( DEBUG_ver ) << "open_voices (" << open_voices_r.size() << "): +1\n";
  36                         open_voices_r.bottom().add( *i );
  37                 }
  38 }
  39 #else
  40 void
  41 Midi_track::add_begin_at( Array<Midi_voice*>& open_voices_r, Moment mom )
  42 {
  43         for ( int i = 0; i < midi_voice_p_array_.size(); i++ )
  44                 if ( midi_voice_p_array_[ i ]->begin_mom() == mom ) {
  45                         tor( DEBUG_ver ) << "open_voices (" << open_voices_r.size() << "): +1\n";
  46                         open_voices_r.push( midi_voice_p_array_[ i ] );
  47                 }
  48 }
  49 #endif
  50
  51 void
  52 Midi_track::add_event( Moment mom, Midi_event* midi_event_p )
  53 {
  54         if ( ! midi_event_p )
  55                 return;
  56         tcol_l( mom - midi_event_p->mom() )->add_event( midi_event_p );
  57 }
  58
  59 int
  60 Midi_track::check_begin_bar_i( Moment now_mom, int open_bar_i )
  61 {
  62         Moment bar_mom = midi_time_p_->bar_mom();
  63         int bar_i = (int)( now_mom / bar_mom ) + 1;
  64         if ( bar_i > open_bar_i ) {
  65                 tor( NORMAL_ver ) << '[' << flush;
  66                 return bar_i;
  67         }
  68         return 0;
  69 }
  70
  71 int
  72 Midi_track::check_end_bar_i( Moment now_mom, int open_bar_i )
  73 {
  74         Moment bar_mom = midi_time_p_->bar_mom();
  75         int bar_i = (int)( now_mom / bar_mom ) + 1;
  76         if ( bar_i > open_bar_i ) {
  77                 tor( NORMAL_ver ) << ']' << flush;
  78                 return bar_i;
  79         }
  80         return open_bar_i;
  81 }
  82
  83 Moment
  84 Midi_track::end_mom()
  85 {
  86         // heu..
  87         Moment mom = 0.0;
  88 #ifdef MVOICE_LIST
  89         for ( PCursor<Midi_voice*> i( midi_voice_p_list_.top() ); i.ok(); i++ )
  90                 mom = i->end_mom() >? mom;
  91 #else
  92         for ( int i = 0; i < midi_voice_p_array_.size(); i++ )
  93                 mom = midi_voice_p_array_[ i ]->end_mom() >? mom;
  94 #endif
  95         return mom;
  96 }
  97
  98 Midi_voice*
  99 Midi_track::get_free_midi_voice_l( Moment mom )
 100 {
 101 #ifdef MVOICE_LIST
 102         Real f = mom;
 103         for ( PCursor<Midi_voice*> i( midi_voice_p_list_.top() ); i.ok(); i++ ) {
 104                 Real e = i->end_mom();
 105                 if ( i->end_mom() == mom )
 106                         return *i;
 107         }
 108
 109         Midi_voice* midi_voice_p = new Midi_voice( mom );
 110         Midi_voice* midi_voice_l = midi_voice_p;
 111         midi_voice_p_list_.bottom().add( midi_voice_p );
 112         return midi_voice_l;
 113 #else
 114         Real f = mom;
 115         for ( int i = 0; i < midi_voice_p_array_.size(); i++ ) {
 116                 Real e = i->end_mom();
 117                 if ( midi_voice_p_array_[ i ]->end_mom() == mom )
 118                         return midi_voice_p_array_[ i ];
 119         }
 120
 121         Midi_voice* midi_voice_p = new Midi_voice( mom );
 122         Midi_voice* midi_voice_l = midi_voice_p;
 123         midi_voice_p_array_.push( midi_voice_p );
 124         return midi_voice_l;
 125 #endif
 126 }
 127
 128 String
 129 Midi_track::name_str()
 130 {
 131         if ( name_str_.length_i() )
 132                 return name_str_;
 133         return String( "track" ) + String( number_i_ );
 134 }
 135
 136 Moment
 137 Midi_track::next_begin_mom( Moment now_mom )
 138 {
 139 //      Moment begin_mom = Midi_track::end_mom() + 1;
 140         Moment begin_mom = Midi_track::end_mom();
 141 #ifdef MVOICE_LIST
 142         for ( PCursor<Midi_voice*> i( midi_voice_p_list_.top() ); i.ok(); i++ )
 143                 if ( i->begin_mom() > now_mom )
 144                         begin_mom = begin_mom <? i->begin_mom();
 145 #else
 146         for ( int i = 0; i < midi_voice_p_array_.size(); i++ )
 147                 if ( midi_voice_p_array_[ i ]->begin_mom() > now_mom )
 148                         begin_mom = begin_mom <? midi_voice_p_array_[ i ]->begin_mom();
 149 #endif
 150         return begin_mom;
 151 }
 152
 153 Moment
 154 Midi_track::next_end_mom( Moment now_mom )
 155 {
 156         Moment end_mom = Midi_track::end_mom();
 157 #ifdef MVOICE_LIST
 158         for ( PCursor<Midi_voice*> i( midi_voice_p_list_.top() ); i.ok(); i++ )
 159                 if ( i->end_mom() > now_mom )
 160                         end_mom = end_mom <? i->end_mom();
 161 #else
 162         for ( int i = 0; i < midi_voice_p_array_.size(); i++ )
 163                 if ( midi_voice_p_array_[ i ]->end_mom() > now_mom )
 164                         end_mom = end_mom <? midi_voice_p_array_[ i ]->end_mom();
 165 #endif
 166         return end_mom;
 167 }
 168
 169 void
 170 Midi_track::process()
 171 {
 172         /*
 173            columns to voices
 174         */
 175 //      int bar_i = 1;
 176         int bar_i = 0;
 177 #ifdef TCOL_LIST
 178         for ( PCursor<Track_column*> i( tcol_p_list_.top() ); i.ok(); i++ ) {
 179                 int begin_bar_i = check_begin_bar_i( i->mom(), bar_i );
 180                 if ( begin_bar_i )
 181                         tor( NORMAL_ver ) << begin_bar_i << flush;
 182                 while ( i->midi_event_p_list_.size() )
 183                         get_free_midi_voice_l( i->mom() )->add_event( i->midi_event_p_list_.top().remove_p() );
 184                 bar_i = check_end_bar_i( i->mom(), bar_i );
 185         }
 186 #else
 187         for ( int i = 0; i < tcol_p_array_.size(); i++ ) {
 188                 Track_column* tcol_l = tcol_p_array_[ i ];
 189                 int begin_bar_i = check_begin_bar_i( tcol_l->mom(), bar_i );
 190                 if ( begin_bar_i )
 191                         tor( NORMAL_ver ) << begin_bar_i << flush;
 192 #ifdef MEVENT_LIST
 193                 while ( tcol_l->midi_event_p_list_.size() )
 194                         get_free_midi_voice_l( tcol_l->mom() )->add_event( tcol_l->midi_event_p_list_.top().remove_p() );
 195 #else
 196                 // what's efficient here?
 197 #if 0           // heu, what's different here?
 198                 while ( tcol_l->midi_event_p_array_.size() ) {
 199                         get_free_midi_voice_l( tcol_l->mom() )->add_event( tcol_l->midi_event_p_array_[ 0 ] );
 200                         tcol_l->midi_event_p_array_.del( 0 );
 201                 }
 202 #else
 203                 for ( int j = 0; j < tcol_l->midi_event_p_array_.size(); j++ ) {
 204                         get_free_midi_voice_l( tcol_l->mom() )->add_event( tcol_l->midi_event_p_array_[ j ] );
 205                         tcol_l->midi_event_p_array_[ j ] = 0;
 206                 }
 207                 tcol_l->midi_event_p_array_.clear();
 208 #endif
 209 #endif
 210                 bar_i = check_end_bar_i( tcol_l->mom(), bar_i );
 211         }
 212 #endif
 213
 214         tor( DEBUG_ver ) << "ends: " << endl;
 215         int n = 0;
 216 #ifdef MVOICE_LIST
 217         for ( PCursor<Midi_voice*> i( midi_voice_p_list_.top() ); i.ok(); i++ )
 218                 tor( VERBOSE_ver ) << "voice " << n++ << ": " << i->end_mom() << endl;
 219 #else
 220         for ( int i = 0; i < midi_voice_p_array_.size(); i++ )
 221                 tor( VERBOSE_ver ) << "voice " << n++ << ": " << midi_voice_p_array_[ i ]->end_mom() << endl;
 222 #endif
 223         tor( DEBUG_ver ) << ":sdne" << endl;
 224 }
 225
 226
 227 void
 228 Midi_track::output_mudela( Lily_stream& lily_stream_r )
 229 {
 230         lily_stream_r << name_str() << " = \\melodic{";
 231         lily_stream_r.indent();
 232         lily_stream_r << "% midi copyright:" << copyright_str_;
 233         lily_stream_r.newline();
 234         lily_stream_r << "% instrument:" << instrument_str_;
 235         lily_stream_r.newline();
 236
 237 //      int bar_i = 1;
 238         int bar_i = 0;
 239
 240 #ifdef MVOICE_LIST
 241         Link_list<Midi_voice*> open_voices;
 242 #else
 243         Array<Midi_voice*> open_voices;
 244 #endif
 245         Moment now_mom = 0.0;
 246         Real now_f = now_mom;
 247         Real begin_f = 0;
 248         Real end_f = end_mom();
 249         Real then_f;
 250
 251         /*
 252            now we step through time while writing all voices
 253
 254            we can only output time slices that have a constant
 255            number of open voices; each begin or end of a voice
 256            starts or ends a chord or multivoice
 257
 258            [todo]
 259            voice defragmentation/concatenation could make this
 260            lost blonder
 261         */
 262
 263         bool start_of_track_bo = true;
 264
 265         /// ugh, avoid status track 0 full of rests...
 266         while ( number_i_ && ( now_mom < end_mom() ) ) {
 267                 int begin_bar_i = check_begin_bar_i( now_mom, bar_i );
 268                 if ( begin_bar_i )
 269                         output_mudela_begin_bar( lily_stream_r, now_mom, begin_bar_i );
 270                 add_begin_at( open_voices, now_mom );
 271
 272                 Moment begin_mom = next_begin_mom( now_mom );
 273
 274                 if ( begin_bar_i )
 275                         tor( NORMAL_ver ) << begin_bar_i << flush;
 276
 277                 Moment end_mom = next_end_mom( now_mom );
 278                 Moment then_mom = 0.0;
 279                 if ( ( begin_mom > now_mom ) && ( begin_mom < end_mom ) )
 280                         then_mom = begin_mom;
 281                 else
 282                         then_mom = end_mom;
 283
 284                 tor( DEBUG_ver ) << "begin: " << begin_mom << " end: " << end_mom << endl;
 285                 tor( DEBUG_ver ) << "slice: " << now_mom << ", " << then_mom << endl;
 286
 287                 now_f = now_mom;
 288                 begin_f = begin_mom;
 289                 end_f = end_mom;
 290                 then_f = then_mom;
 291
 292 // ugh, rests
 293 // checking for no open voice does not work for initial rests.
 294 // for some reason the voice is open, but does not procuce notes?
 295                 if ( open_voices.size() > 1 )
 296                         lily_stream_r << "< ";
 297                 if ( start_of_track_bo ) {
 298                         start_of_track_bo = false;
 299                         String str;
 300 #ifdef MVOICE_LIST
 301                         for ( PCursor<Midi_voice*> i( open_voices.top() ); i.ok(); i++ )
 302                                 lily_stream_r << i->mudela_str( now_mom, then_mom, open_voices.size() - 1 );
 303 #else
 304                         for ( int i = 0; i < open_voices.size(); i++ )
 305                                 lily_stream_r << open_voices[ i ]->mudela_str( now_mom, then_mom, open_voices.size() - 1 );
 306 #endif
 307                         if ( str.length_i() )
 308                                 lily_stream_r << str;
 309                         else
 310                                 output_mudela_rest( lily_stream_r, now_mom, then_mom );
 311                 }
 312                 else {
 313 #ifdef MVOICE_LIST
 314                         for ( PCursor<Midi_voice*> i( open_voices.top() ); i.ok(); i++ )
 315                                 lily_stream_r << i->mudela_str( now_mom, then_mom, open_voices.size() - 1 );
 316 #else
 317                         for ( int i = 0; i < open_voices.size(); i++ )
 318                                 lily_stream_r << open_voices[ i ]->mudela_str( now_mom, then_mom, open_voices.size() - 1 );
 319 #endif
 320                         if ( !open_voices.size() )
 321                                 output_mudela_rest( lily_stream_r, now_mom, then_mom );
 322                 }
 323 //              *lily_stream_r.os_p_ << flush;
 324
 325                 if ( open_voices.size() > 1 )
 326                         lily_stream_r << "> ";
 327                 remove_end_at( open_voices, then_mom );
 328
 329                 bar_i = check_end_bar_i( now_mom, bar_i );
 330
 331                 now_mom = then_mom;
 332         }
 333 //      bar_i++;
 334 //      tor( NORMAL_ver ) << '[' << bar_i << ']' << flush;
 335
 336         lily_stream_r.tnedni();
 337         lily_stream_r << "} % " << name_str();
 338         lily_stream_r.newline();
 339 }
 340
 341
 342 void
 343 Midi_track::output_mudela_begin_bar( Lily_stream& lily_stream_r, Moment now_mom, int bar_i )
 344 {
 345         Moment bar_mom = midi_time_p_->bar_mom();
 346         Moment into_bar_mom = now_mom - Moment( bar_i - 1 ) * bar_mom;
 347         if ( bar_i > 1 ) {
 348                 if ( !into_bar_mom )
 349                         lily_stream_r << "|";
 350                 lily_stream_r.newline();
 351         }
 352         lily_stream_r << "% " << String_convert::i2dec_str( bar_i, 0, ' ' );
 353         if ( into_bar_mom )
 354                 lily_stream_r << ":" << Duration_convert::dur2_str( Duration_convert::mom2_dur( into_bar_mom ) );
 355         lily_stream_r.newline();
 356 }
 357
 358
 359 void
 360 Midi_track::output_mudela_rest( Lily_stream& lily_stream_r, Moment begin_mom, Moment end_mom )
 361 {
 362         Moment bar_mom = midi_time_p_->bar_mom();
 363         Moment now_mom = begin_mom;
 364
 365         int begin_bar_i = (int)( now_mom / bar_mom ) + 1;
 366         int end_bar_i = (int)( end_mom / bar_mom ) + 1;
 367
 368         if ( end_bar_i == begin_bar_i ) {
 369                 output_mudela_rest_remain( lily_stream_r, end_mom - begin_mom );
 370                 return;
 371         }
 372
 373         // multiple bars involved
 374         int bar_i = (int)( now_mom / bar_mom ) + 1;
 375
 376         //fill current bar
 377         Moment begin_bar_mom = Moment( begin_bar_i - 1 ) * bar_mom;
 378         if ( now_mom > begin_bar_mom ) {
 379                 int next_bar_i = (int)( now_mom / bar_mom ) + 2;
 380                 Moment next_bar_mom = Moment( next_bar_i - 1 ) * bar_mom;
 381                 assert( next_bar_mom <= end_mom );
 382
 383                 Moment remain_mom = next_bar_mom - now_mom;
 384                 if ( remain_mom > Moment( 0 ) ) {
 385                         output_mudela_rest_remain( lily_stream_r, remain_mom );
 386                         now_mom += remain_mom;
 387                 }
 388
 389                 bar_i = check_end_bar_i( now_mom, bar_i );
 390         }
 391
 392         // fill whole bars
 393         int count_i = end_bar_i - bar_i;
 394         for ( int i = 0; i < count_i; i++ ) {
 395                 int begin_bar_i = check_begin_bar_i( now_mom, bar_i );
 396                 if ( begin_bar_i )
 397                         output_mudela_begin_bar( lily_stream_r, now_mom, begin_bar_i );
 398                 lily_stream_r << "r1 ";
 399 //              *lily_stream_r.os_p_ << flush;
 400                 if ( begin_bar_i )
 401                         tor( NORMAL_ver ) << begin_bar_i << flush;
 402                 bar_i = check_end_bar_i( now_mom, bar_i );
 403                 now_mom += bar_mom;
 404         }
 405
 406         // use "int i" here, and gcc 2.7.2 hits internal compiler error
 407         int ii = check_begin_bar_i( now_mom, bar_i );
 408         if ( ii )
 409                 output_mudela_begin_bar( lily_stream_r, now_mom, ii );
 410
 411 //      bar_i = check_end_bar_i( now_mom, bar_i );
 412
 413         Moment remain_mom = end_mom - Moment( end_bar_i - 1 ) * bar_mom;
 414         if ( remain_mom > Moment( 0 ) ) {
 415                 output_mudela_rest_remain( lily_stream_r, remain_mom );
 416                 now_mom += remain_mom;
 417         }
 418         assert( now_mom == end_mom );
 419 }
 420
 421 void
 422 Midi_track::output_mudela_rest_remain( Lily_stream& lily_stream_r, Moment mom )
 423 {
 424         if ( Duration_convert::no_quantify_b_s ) {
 425                 Duration dur = Duration_convert::mom2_dur( mom );
 426                 lily_stream_r << "r" << dur.str() << " ";
 427 //              assert( mom == dur.mom() );
 428                 assert( mom == dur.length() );
 429                 return;
 430         }
 431
 432         Duration dur = Duration_convert::mom2standardised_dur( mom );
 433         if ( dur.type_i_ )
 434                 lily_stream_r << "r" << dur.str() << " ";
 435 }
 436
 437
 438 #ifdef MVOICE_LIST
 439 void
 440 Midi_track::remove_end_at( Link_list<Midi_voice*>& open_voices_r, Moment mom )
 441 {
 442         for ( PCursor<Midi_voice*> i( open_voices_r.top() ); i.ok(); i++ )
 443                 if ( i->end_mom() <= mom ) {
 444                         tor( DEBUG_ver ) << "open_voices (" << open_voices_r.size() << "): -1\n";
 445                         i.remove_p();
 446                         if ( !i.ok() )
 447                                 break;
 448                 }
 449 }
 450 #else
 451 void
 452 Midi_track::remove_end_at( Array<Midi_voice*>& open_voices_r, Moment mom )
 453 {
 454         for ( int i = 0; i < open_voices_r.size(); i++ )
 455                 if ( midi_voice_p_array_[ i ]->end_mom() <= mom ) {
 456                         tor( DEBUG_ver ) << "open_voices (" << open_voices_r.size() << "): -1\n";
 457                         open_voices_r[ i ] = 0;
 458 //                      open_voices_r.del( i-- );
 459                         open_voices_r.del( i );
 460                 }
 461 }
 462 #endif
 463
 464 void
 465 Midi_track::set_tempo( int useconds_per_4_i )
 466 {
 467         delete midi_tempo_p_;
 468         midi_tempo_p_ = new Midi_tempo( useconds_per_4_i );
 469 }
 470
 471 void
 472 Midi_track::set_time( int num_i, int den_i, int clocks_i, int count_32_i )
 473 {
 474         delete midi_time_p_;
 475         midi_time_p_ = new Midi_time( num_i, den_i, clocks_i, count_32_i );
 476 }
 477
 478 Track_column*
 479 Midi_track::tcol_l( Moment mom )
 480 {
 481 #ifdef TCOL_LIST
 482         for ( PCursor<Track_column*> i( tcol_p_list_.top() ); i.ok(); i++ ) {
 483                 if ( i->mom() > mom ) { //not used, let's use array!
 484 //                      assert( 0 );
 485 // 97-07-21; it's used now! cannot use array
 486                         Track_column* tcol_p = new Track_column( mom );
 487                         i.insert( tcol_p );
 488                         return tcol_p;
 489                 }
 490                 if ( i->mom() == mom )
 491                         return *i;
 492         }
 493
 494         Track_column* tcol_p = new Track_column( mom );
 495         tcol_p_list_.bottom().add( tcol_p );
 496         return tcol_p;
 497 #elif 0
 498         for ( int i = 0; i < tcol_p_array_.size(); i++ )
 499                 if ( tcol_p_array_[ i ]->mom() == mom )
 500                         return tcol_p_array_[ i ];
 501
 502         Track_column* tcol_p = new Track_column( mom );
 503         tcol_p_array_.push( tcol_p );
 504         return tcol_p;
 505 #else
 506         /*
 507          as "insert" is never called, the right column will
 508          always be found, unless mom > tcol_p_array[ i ]->mom().
 509          */
 510         int upper_i = max( 0, tcol_p_array_.size() - 1 );
 511         int lower_i = 0;
 512         int i = upper_i;
 513         while ( 1 ) {
 514                 Moment i_mom = tcol_p_array_[ i ]->mom();
 515                 if ( i_mom == mom )
 516                         return tcol_p_array_[ i ];
 517                 if ( mom < i_mom )
 518                         upper_i = i;
 519                 else
 520                         lower_i = i;
 521                 if ( ( upper_i == lower_i ) || ( i == tcol_p_array_.size() - 1 ) ) {
 522 // huh?                 assert ( upper_i == tcol_p_array_.size() );
 523                         Track_column* tcol_p = new Track_column( mom );
 524                         tcol_p_array_.push( tcol_p );
 525                         return tcol_p;
 526                 }
 527                 i = ( upper_i + lower_i + 1 ) / 2;
 528         }
 529         assert( 0 );
 530         return 0;
 531 #endif
 532 }
 533