lily/midi-item.cc

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 1997--2015 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
   5
   6   LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20 #include "midi-item.hh"
  21
  22 #include "audio-column.hh"
  23 #include "duration.hh"
  24 #include "international.hh"
  25 #include "libc-extension.hh"
  26 #include "main.hh"
  27 #include "midi-stream.hh"
  28 #include "misc.hh"
  29 #include "program-option.hh"
  30 #include "string-convert.hh"
  31 #include "warn.hh"
  32 #include "lily-imports.hh"
  33
  34 #define PITCH_WHEEL_CENTER 0x2000
  35 #define PITCH_WHEEL_SEMITONE 0X1000
  36
  37 Midi_item *
  38 Midi_item::get_midi (Audio_item *a)
  39 {
  40   if (Audio_key *i = dynamic_cast<Audio_key *> (a))
  41     return new Midi_key (i);
  42   else if (Audio_instrument *i = dynamic_cast<Audio_instrument *> (a))
  43     return i->str_.length () ? new Midi_instrument (i) : 0;
  44   else if (Audio_note *i = dynamic_cast<Audio_note *> (a))
  45     return new Midi_note (i);
  46   else if (Audio_piano_pedal *i = dynamic_cast<Audio_piano_pedal *> (a))
  47     return new Midi_piano_pedal (i);
  48   else if (Audio_tempo *i = dynamic_cast<Audio_tempo *> (a))
  49     return new Midi_tempo (i);
  50   else if (Audio_time_signature *i = dynamic_cast<Audio_time_signature *> (a))
  51     return new Midi_time_signature (i);
  52   else if (Audio_text *i = dynamic_cast<Audio_text *> (a))
  53     return new Midi_text (i);
  54   else if (Audio_control_change *i = dynamic_cast<Audio_control_change *> (a))
  55     return new Midi_control_change (i);
  56   else
  57     assert (0);
  58
  59   return 0;
  60 }
  61
  62 Midi_duration::Midi_duration (Real seconds_f)
  63 {
  64   seconds_ = seconds_f;
  65 }
  66
  67 string
  68 Midi_duration::to_string () const
  69 {
  70   return string ("<duration: ") + ::to_string (seconds_) + ">";
  71 }
  72
  73 Midi_instrument::Midi_instrument (Audio_instrument *a)
  74   : Midi_channel_item (a),
  75     audio_ (a)
  76 {
  77   audio_->str_ = String_convert::to_lower (audio_->str_);
  78 }
  79
  80 string
  81 Midi_instrument::to_string () const
  82 {
  83   Byte program_byte = 0;
  84   bool found = false;
  85
  86   SCM program = Lily::midi_program (ly_symbol2scm (audio_->str_.c_str ()));
  87   found = (scm_is_true (program));
  88   if (found)
  89     program_byte = (Byte) scm_to_int (program);
  90   else
  91     warning (_f ("no such MIDI instrument: `%s'", audio_->str_.c_str ()));
  92
  93   string str = ::to_string ((char) (0xc0 + channel_)); //YIKES! FIXME : Should be track. -rz
  94   str += ::to_string ((char)program_byte);
  95   return str;
  96 }
  97
  98 Midi_item::Midi_item ()
  99 {
 100 }
 101
 102 Midi_channel_item::Midi_channel_item (Audio_item *ai)
 103   : channel_ (ai->channel_)
 104 {
 105 }
 106
 107 Midi_control_change::Midi_control_change (Audio_control_change *ai)
 108   : Midi_channel_item (ai),
 109     audio_ (ai)
 110 {
 111 }
 112
 113 Midi_item::~Midi_item ()
 114 {
 115 }
 116
 117 Midi_channel_item::~Midi_channel_item ()
 118 {
 119 }
 120
 121 Midi_control_change::~Midi_control_change ()
 122 {
 123 }
 124
 125 string
 126 int2midi_varint_string (int i)
 127 {
 128   int buffer = i & 0x7f;
 129   while ((i >>= 7) > 0)
 130     {
 131       buffer <<= 8;
 132       buffer |= 0x80;
 133       buffer += (i & 0x7f);
 134     }
 135
 136   string str;
 137   while (1)
 138     {
 139       str += ::to_string ((char)buffer);
 140       if (buffer & 0x80)
 141         buffer >>= 8;
 142       else
 143         break;
 144     }
 145   return str;
 146 }
 147
 148 Midi_key::Midi_key (Audio_key *a)
 149   : audio_ (a)
 150 {
 151 }
 152
 153 string
 154 Midi_key::to_string () const
 155 {
 156   string str = "ff5902";
 157   str += String_convert::int2hex (audio_->accidentals_, 2, '0');
 158   if (audio_->major_)
 159     str += String_convert::int2hex (0, 2, '0');
 160   else
 161     str += String_convert::int2hex (1, 2, '0');
 162   return String_convert::hex2bin (str);
 163 }
 164
 165 Midi_time_signature::Midi_time_signature (Audio_time_signature *a)
 166   : audio_ (a),
 167     clocks_per_1_ (18)
 168 {
 169 }
 170
 171 string
 172 Midi_time_signature::to_string () const
 173 {
 174   int num = abs (audio_->beats_);
 175   if (num > 255)
 176     {
 177       warning (_ ("Time signature with more than 255 beats.  Truncating"));
 178       num = 255;
 179     }
 180
 181   int den = audio_->one_beat_;
 182
 183   string str = "ff5804";
 184   str += String_convert::int2hex (num, 2, '0');
 185   str += String_convert::int2hex (intlog2 (den), 2, '0');
 186   str += String_convert::int2hex (clocks_per_1_, 2, '0');
 187   str += String_convert::int2hex (8, 2, '0');
 188   return String_convert::hex2bin (str);
 189 }
 190
 191 Midi_note::Midi_note (Audio_note *a)
 192   : Midi_channel_item (a),
 193     audio_ (a),
 194     dynamic_byte_ (min (max (Byte ((a->dynamic_
 195                                     ? a->dynamic_->get_volume (a->audio_column_->when ()) * 0x7f : 0x5a)
 196                                    + a->extra_velocity_),
 197                              Byte (0)), Byte (0x7f)))
 198 {
 199 }
 200
 201 int
 202 Midi_note::get_fine_tuning () const
 203 {
 204   Rational tune = (audio_->pitch_.tone_pitch ()
 205                    + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2);
 206   tune -= Rational (get_semitone_pitch ());
 207
 208   tune *= PITCH_WHEEL_SEMITONE;
 209   return (int) double (tune);
 210 }
 211
 212 int
 213 Midi_note::get_semitone_pitch () const
 214 {
 215   double tune = double ((audio_->pitch_.tone_pitch ()
 216                          + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2));
 217   return int (rint (tune));
 218 }
 219
 220 string
 221 Midi_note::to_string () const
 222 {
 223   Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
 224   string str = "";
 225   int finetune;
 226
 227   // print warning if fine tuning was needed, HJJ
 228   if (get_fine_tuning () != 0)
 229     {
 230       finetune = PITCH_WHEEL_CENTER + get_fine_tuning ();
 231
 232       str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
 233       str += ::to_string ((char) (finetune & 0x7F));
 234       str += ::to_string ((char) (finetune >> 7));
 235       str += ::to_string ((char) (0x00));
 236     }
 237
 238   str += ::to_string ((char) status_byte);
 239   str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + c0_pitch_));
 240   str += ::to_string ((char) dynamic_byte_);
 241
 242   return str;
 243 }
 244
 245 Midi_note_off::Midi_note_off (Midi_note *n)
 246   : Midi_note (n->audio_)
 247 {
 248   on_ = n;
 249   channel_ = n->channel_;
 250
 251   // use note_on with velocity=0 instead of note_off
 252   aftertouch_byte_ = 0;
 253 }
 254
 255 string
 256 Midi_note_off::to_string () const
 257 {
 258   Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
 259
 260   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 261   str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + Midi_note::c0_pitch_));
 262   str += ::to_string ((char)aftertouch_byte_);
 263
 264   if (get_fine_tuning () != 0)
 265     {
 266       // Move pitch wheel back to the central position.
 267       str += ::to_string ((char) 0x00);
 268       str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
 269       str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER & 0x7F));
 270       str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER >> 7));
 271     }
 272
 273   return str;
 274 }
 275
 276 Midi_piano_pedal::Midi_piano_pedal (Audio_piano_pedal *a)
 277   : Midi_channel_item (a),
 278     audio_ (a)
 279 {
 280 }
 281
 282 string
 283 Midi_piano_pedal::to_string () const
 284 {
 285   Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
 286   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 287
 288   if (audio_->type_string_ == "Sostenuto")
 289     str += ::to_string ((char)0x42);
 290   else if (audio_->type_string_ == "Sustain")
 291     str += ::to_string ((char)0x40);
 292   else if (audio_->type_string_ == "UnaCorda")
 293     str += ::to_string ((char)0x43);
 294
 295   int pedal = ((1 - audio_->dir_) / 2) * 0x7f;
 296   str += ::to_string ((char)pedal);
 297   return str;
 298 }
 299
 300 Midi_tempo::Midi_tempo (Audio_tempo *a)
 301   : audio_ (a)
 302 {
 303 }
 304
 305 string
 306 Midi_tempo::to_string () const
 307 {
 308   int useconds_per_4 = 60 * (int)1e6 / audio_->per_minute_4_;
 309   string str = "ff5103";
 310   str += String_convert::int2hex (useconds_per_4, 6, '0');
 311   return String_convert::hex2bin (str);
 312 }
 313
 314 Midi_text::Midi_text (Audio_text *a)
 315   : audio_ (a)
 316 {
 317 }
 318
 319 string
 320 Midi_text::to_string () const
 321 {
 322   string str = "ff" + String_convert::int2hex (audio_->type_, 2, '0');
 323   str = String_convert::hex2bin (str);
 324   str += int2midi_varint_string (audio_->text_string_.length ());
 325   str += audio_->text_string_;
 326   return str;
 327 }
 328
 329 string
 330 Midi_control_change::to_string () const
 331 {
 332   Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
 333   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 334   str += ::to_string ((char) (audio_->control_));
 335   str += ::to_string ((char) (audio_->value_));
 336   return str;
 337 }
 338
 339 char const *
 340 Midi_item::name () const
 341 {
 342   return class_name ();
 343 }