lily/midi-item.cc

   1 /*
   2   midi-item.cc -- implement various midi items.
   3
   4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   5
   6   (c) 1997 Han-Wen Nienhuys <hanwen@stack.nl>
   7 */
   8
   9 #include <limits.h>
  10 #include "proto.hh"
  11 #include "plist.hh"
  12 #include "p-col.hh"
  13 #include "debug.hh"
  14 #include "misc.hh"
  15 #include "string.hh"
  16 #include "string-convert.hh"
  17 #include "request.hh"
  18 #include "musical-request.hh"
  19 #include "music-list.hh"
  20 #include "midi-item.hh"
  21 #include "midi-stream.hh"
  22
  23
  24 IMPLEMENT_IS_TYPE_B(Midi_item);
  25 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_key,Midi_item);
  26 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_note, Midi_item);
  27 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_duration, Midi_item);
  28 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_chunk, Midi_item);
  29 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_header, Midi_chunk);
  30 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_text, Midi_item);
  31 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_tempo, Midi_item);
  32 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_time, Midi_item);
  33 IMPLEMENT_IS_TYPE_B1(Midi_track, Midi_chunk);
  34
  35 Midi_chunk::Midi_chunk()
  36 {
  37 }
  38
  39 void
  40 Midi_chunk::add( String str )
  41 {
  42     data_str_ += str;
  43 }
  44
  45 void
  46 Midi_chunk::set( String header_str, String data_str, String footer_str )
  47 {
  48     data_str_ = data_str;
  49     footer_str_ = footer_str;
  50     header_str_ = header_str;
  51 }
  52
  53 String
  54 Midi_chunk::str() const
  55 {
  56     String str = header_str_;
  57     String length_str = String_convert::i2hex_str( data_str_.length_i() + footer_str_.length_i(), 8, '0' );
  58     length_str = String_convert::hex2bin_str( length_str );
  59     str += length_str;
  60     str += data_str_;
  61     str += footer_str_;
  62     return str;
  63 }
  64
  65 Midi_duration::Midi_duration( Real seconds_f )
  66 {
  67     seconds_f_ = seconds_f;
  68 }
  69
  70 String
  71 Midi_duration::str() const
  72 {
  73     return String( "<duration: " ) + String( seconds_f_ ) + ">";
  74 }
  75
  76 Midi_header::Midi_header( int format_i, int tracks_i, int clocks_per_4_i )
  77 {
  78     String str;
  79
  80     String format_str = String_convert::i2hex_str( format_i, 4, '0' );
  81     str += String_convert::hex2bin_str( format_str );
  82
  83     String tracks_str = String_convert::i2hex_str( tracks_i, 4, '0' );
  84     str += String_convert::hex2bin_str( tracks_str );
  85
  86     String tempo_str = String_convert::i2hex_str( clocks_per_4_i, 4, '0' );
  87     str += String_convert::hex2bin_str( tempo_str );
  88
  89     set( "MThd", str, "" );
  90 }
  91
  92 String
  93 Midi_item::i2varint_str( int i )
  94 {
  95     int buffer_i = i & 0x7f;
  96     while ( (i >>= 7) > 0 ) {
  97         buffer_i <<= 8;
  98         buffer_i |= 0x80;
  99         buffer_i += (i & 0x7f);
 100     }
 101
 102     String str;
 103     while ( 1 ) {
 104         str += (char)buffer_i;
 105         if ( buffer_i & 0x80 )
 106             buffer_i >>= 8;
 107         else
 108             break;
 109     }
 110     return str;
 111 }
 112
 113 void
 114 Midi_item::output_midi( Midi_stream& midi_stream_r ) const
 115 {
 116     midi_stream_r << str();
 117 }
 118
 119 Midi_key::Midi_key( int accidentals_i, int minor_i )
 120 {
 121         accidentals_i_ = accidentals_i;
 122         minor_i_ = minor_i;
 123 }
 124
 125 String
 126 Midi_key::str() const
 127 {
 128     String str = "ff5902";
 129     str += String_convert::i2hex_str( accidentals_i_, 2, '0' );
 130     str += String_convert::i2hex_str( minor_i_, 2, '0' );
 131     return String_convert::hex2bin_str( str );
 132 }
 133
 134 Midi_note::Midi_note( Melodic_req* melreq_l, int channel_i, bool on_bo  )
 135 {
 136     assert(melreq_l);
 137     pitch_i_ = melreq_l->pitch() + c0_pitch_i_c_;
 138     channel_i_ = channel_i;
 139
 140     on_b_ = on_bo;
 141
 142     dynamic_byte_ = 0x64;
 143     if ( on_b_ ) // poor man-s staff dynamics:
 144         dynamic_byte_ -= 0x10 * channel_i_;
 145     else
 146         dynamic_byte_ += 0x32; // 0x64 is supposed to be neutral, but let-s try
 147 }
 148
 149 String
 150 Midi_note::str() const
 151 {
 152     if ( pitch_i_ != INT_MAX ) {
 153         Byte status_byte = ( on_b_ ? 0x90 : 0x80 ) + channel_i_;
 154         String str = String( (char)status_byte );
 155         str += (char)pitch_i_;
 156         // poor man-s staff dynamics:
 157         str += (char)dynamic_byte_;
 158         return str;
 159     }
 160     return String( "" );
 161 }
 162
 163 Midi_tempo::Midi_tempo( int per_minute_4_i )
 164 {
 165     per_minute_4_i_ = per_minute_4_i;
 166 }
 167
 168 String
 169 Midi_tempo::str() const
 170 {
 171     int useconds_per_4_i = 60 * (int)1e6 / per_minute_4_i_;
 172     String str = "ff5103";
 173     str += String_convert::i2hex_str( useconds_per_4_i, 6, '0' );
 174     return String_convert::hex2bin_str( str );
 175 }
 176
 177 Midi_time::Midi_time( int num_i, int den_i, int clocks_per_1_i )
 178 {
 179         num_i_ = num_i;
 180         den_i_ = den_i;
 181         clocks_per_1_i_ = clocks_per_1_i;
 182 }
 183
 184 String
 185 Midi_time::str() const
 186 {
 187         String str = "ff5804";
 188         str += String_convert::i2hex_str( num_i_, 2, '0' );
 189         str += String_convert::i2hex_str( intlog2( den_i_ ) , 2, '0' );
 190         str += String_convert::i2hex_str( clocks_per_1_i_, 2, '0' );
 191         str += String_convert::i2hex_str( 8, 2, '0' );
 192         return String_convert::hex2bin_str( str );
 193 }
 194
 195 Midi_text::Midi_text( Midi_text::Type type, String text_str )
 196 {
 197         type_ = type;
 198         text_str_ = text_str;
 199 }
 200
 201 String
 202 Midi_text::str() const
 203 {
 204         String str = "ff" + String_convert::i2hex_str( type_, 2, '0' );
 205         str = String_convert::hex2bin_str( str );
 206         str += i2varint_str( text_str_.length_i() );
 207         str += text_str_;
 208         return str;
 209 }
 210
 211 Midi_track::Midi_track( )
 212 {
 213 //                4D 54 72 6B     MTrk
 214 //                00 00 00 3B     chunk length (59)
 215 //        00      FF 58 04 04 02 18 08    time signature
 216 //        00      FF 51 03 07 A1 20       tempo
 217
 218 // FF 59 02 sf mi  Key Signature
 219 //         sf = -7:  7 flats
 220 //         sf = -1:  1 flat
 221 //         sf = 0:  key of C
 222 //         sf = 1:  1 sharp
 223 //         sf = 7: 7 sharps
 224 //         mi = 0:  major key
 225 //         mi = 1:  minor key
 226
 227     number_i_ = 0;
 228
 229     char const* data_ch_C = ""
 230 //        "00" "ff58" "0404" "0218" "08"
 231 //      "00" "ff51" "0307" "a120"
 232 // why a key at all, in midi?
 233 // key: C
 234 //      "00" "ff59" "02" "00" "00"
 235 // key: F (scsii-menuetto)
 236 //                                "00" "ff59" "02" "ff" "00"
 237         ;
 238
 239     String data_str;
 240     // only for format 0 (currently using format 1)?
 241     data_str += String_convert::hex2bin_str( data_ch_C );
 242
 243     char const* footer_ch_C = "00" "ff2f" "00";
 244     String footer_str = String_convert::hex2bin_str( footer_ch_C );
 245
 246     set( "MTrk", data_str, footer_str );
 247 }
 248
 249 void
 250 Midi_track::add( int delta_time_i, String event_str )
 251 {
 252     if ( delta_time_i < 0 ) {
 253         cout << String_convert::bin2hex_str( i2varint_str( delta_time_i ) ) << endl;
 254         cout << String_convert::bin2hex_str( event_str ) << endl;
 255     }
 256     assert(delta_time_i >= 0);
 257     Midi_chunk::add( i2varint_str( delta_time_i ) + event_str );
 258 }
 259
 260 void
 261 Midi_track::add( Moment delta_time_moment, Midi_item* mitem_l )
 262 {
 263     // use convention of 384 clocks per 4
 264     // use Duration_convert
 265     int delta_time_i = delta_time_moment * Moment( 384 ) / Moment( 1, 4 );
 266     add( delta_time_i, mitem_l->str() );
 267 }
 268