lily/midi-item.cc

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 1997--2011 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 "duration.hh"
  23 #include "international.hh"
  24 #include "main.hh"
  25 #include "midi-stream.hh"
  26 #include "misc.hh"
  27 #include "program-option.hh"
  28 #include "string-convert.hh"
  29 #include "warn.hh"
  30
  31 #define PITCH_WHEEL_CENTER 0x2000
  32 #define PITCH_WHEEL_SEMITONE 0X1000
  33
  34 Midi_item *
  35 Midi_item::get_midi (Audio_item *a)
  36 {
  37   if (Audio_key *i = dynamic_cast<Audio_key *> (a))
  38     return new Midi_key (i);
  39   else if (Audio_instrument *i = dynamic_cast<Audio_instrument *> (a))
  40     return i->str_.length () ? new Midi_instrument (i) : 0;
  41   else if (Audio_note *i = dynamic_cast<Audio_note *> (a))
  42     return new Midi_note (i);
  43   else if (Audio_dynamic *i = dynamic_cast<Audio_dynamic *> (a))
  44     return new Midi_dynamic (i);
  45   else if (Audio_piano_pedal *i = dynamic_cast<Audio_piano_pedal *> (a))
  46     return new Midi_piano_pedal (i);
  47   else if (Audio_tempo *i = dynamic_cast<Audio_tempo *> (a))
  48     return new Midi_tempo (i);
  49   else if (Audio_time_signature *i = dynamic_cast<Audio_time_signature *> (a))
  50     return new Midi_time_signature (i);
  51   else if (Audio_text *i = dynamic_cast<Audio_text *> (a))
  52     return new Midi_text (i);
  53   else
  54     assert (0);
  55
  56   return 0;
  57 }
  58
  59 Midi_duration::Midi_duration (Real seconds_f)
  60 {
  61   seconds_ = seconds_f;
  62 }
  63
  64 string
  65 Midi_duration::to_string () const
  66 {
  67   return string ("<duration: ") + ::to_string (seconds_) + ">";
  68 }
  69
  70 Midi_instrument::Midi_instrument (Audio_instrument *a)
  71   : Midi_channel_item (a),
  72     audio_ (a)
  73 {
  74   audio_->str_ = String_convert::to_lower (audio_->str_);
  75 }
  76
  77 string
  78 Midi_instrument::to_string () const
  79 {
  80   Byte program_byte = 0;
  81   bool found = false;
  82
  83   SCM proc = ly_lily_module_constant ("midi-program");
  84   SCM program = scm_call_1 (proc, ly_symbol2scm (audio_->str_.c_str ()));
  85   found = (program != SCM_BOOL_F);
  86   if (found)
  87     program_byte = (Byte) scm_to_int (program);
  88   else
  89     warning (_f ("no such MIDI instrument: `%s'", audio_->str_.c_str ()));
  90
  91   string str = ::to_string ((char) (0xc0 + channel_)); //YIKES! FIXME : Should be track. -rz
  92   str += ::to_string ((char)program_byte);
  93   return str;
  94 }
  95
  96 Midi_item::Midi_item ()
  97 {
  98 }
  99
 100 Midi_channel_item::Midi_channel_item (Audio_item *ai)
 101   : channel_ (ai->channel_)
 102 {
 103 }
 104
 105 Midi_item::~Midi_item ()
 106 {
 107 }
 108
 109 string
 110 int2midi_varint_string (int i)
 111 {
 112   int buffer = i & 0x7f;
 113   while ((i >>= 7) > 0)
 114     {
 115       buffer <<= 8;
 116       buffer |= 0x80;
 117       buffer += (i & 0x7f);
 118     }
 119
 120   string str;
 121   while (1)
 122     {
 123       str += ::to_string ((char)buffer);
 124       if (buffer & 0x80)
 125         buffer >>= 8;
 126       else
 127         break;
 128     }
 129   return str;
 130 }
 131
 132 Midi_key::Midi_key (Audio_key *a)
 133   : audio_ (a)
 134 {
 135 }
 136
 137 string
 138 Midi_key::to_string () const
 139 {
 140   string str = "ff5902";
 141   str += String_convert::int2hex (audio_->accidentals_, 2, '0');
 142   if (audio_->major_)
 143     str += String_convert::int2hex (0, 2, '0');
 144   else
 145     str += String_convert::int2hex (1, 2, '0');
 146   return String_convert::hex2bin (str);
 147 }
 148
 149 Midi_time_signature::Midi_time_signature (Audio_time_signature *a)
 150   : audio_ (a),
 151     clocks_per_1_ (18)
 152 {
 153 }
 154
 155 string
 156 Midi_time_signature::to_string () const
 157 {
 158   int num = abs (audio_->beats_);
 159   if (num > 255)
 160     {
 161       warning ("Time signature with more than 255 beats. Truncating");
 162       num = 255;
 163     }
 164
 165   int den = audio_->one_beat_;
 166
 167   string str = "ff5804";
 168   str += String_convert::int2hex (num, 2, '0');
 169   str += String_convert::int2hex (intlog2 (den), 2, '0');
 170   str += String_convert::int2hex (clocks_per_1_, 2, '0');
 171   str += String_convert::int2hex (8, 2, '0');
 172   return String_convert::hex2bin (str);
 173 }
 174
 175 Midi_note::Midi_note (Audio_note *a)
 176   : Midi_channel_item (a),
 177     audio_ (a),
 178     dynamic_byte_ (a->dynamic_ && a->dynamic_->volume_ >= 0
 179                    ? Byte (a->dynamic_->volume_ * 0x7f) : Byte (0x5a))
 180 {
 181 }
 182
 183 int
 184 Midi_note::get_fine_tuning () const
 185 {
 186   Rational tune = (audio_->pitch_.tone_pitch ()
 187                    + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2);
 188   tune -= Rational (get_semitone_pitch ());
 189
 190   tune *= PITCH_WHEEL_SEMITONE;
 191   return (int) double (tune);
 192 }
 193
 194 int
 195 Midi_note::get_semitone_pitch () const
 196 {
 197   double tune = double ((audio_->pitch_.tone_pitch ()
 198                          + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2));
 199   return int (rint (tune));
 200 }
 201
 202 string
 203 Midi_note::to_string () const
 204 {
 205   Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
 206   string str = "";
 207   int finetune;
 208
 209   // print warning if fine tuning was needed, HJJ
 210   if (get_fine_tuning () != 0)
 211     {
 212       finetune = PITCH_WHEEL_CENTER + get_fine_tuning ();
 213
 214       str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
 215       str += ::to_string ((char) (finetune & 0x7F));
 216       str += ::to_string ((char) (finetune >> 7));
 217       str += ::to_string ((char) (0x00));
 218     }
 219
 220   str += ::to_string ((char) status_byte);
 221   str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + c0_pitch_));
 222   str += ::to_string ((char) dynamic_byte_);
 223
 224   return str;
 225 }
 226
 227 Midi_note_off::Midi_note_off (Midi_note *n)
 228   : Midi_note (n->audio_)
 229 {
 230   on_ = n;
 231   channel_ = n->channel_;
 232
 233   // use note_on with velocity=0 instead of note_off
 234   aftertouch_byte_ = 0;
 235 }
 236
 237 string
 238 Midi_note_off::to_string () const
 239 {
 240   Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
 241
 242   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 243   str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + Midi_note::c0_pitch_));
 244   str += ::to_string ((char)aftertouch_byte_);
 245
 246   if (get_fine_tuning () != 0)
 247     {
 248       // Move pitch wheel back to the central position.
 249       str += ::to_string ((char) 0x00);
 250       str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
 251       str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER & 0x7F));
 252       str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER >> 7));
 253     }
 254
 255   return str;
 256 }
 257
 258 Midi_dynamic::Midi_dynamic (Audio_dynamic *a)
 259   : Midi_channel_item (a),
 260     audio_ (a)
 261 {
 262 }
 263
 264 string
 265 Midi_dynamic::to_string () const
 266 {
 267   Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
 268   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 269
 270   /*
 271     Main volume controller (per channel):
 272     07 MSB
 273     27 LSB
 274   */
 275   static Real const full_scale = 127;
 276
 277   int volume = (int) (audio_->volume_ * full_scale);
 278   if (volume <= 0)
 279     volume = 1;
 280   if (volume > full_scale)
 281     volume = (int)full_scale;
 282
 283   int const volume_default = 100;
 284   if (audio_->volume_ < 0 || audio_->silent_)
 285     volume = volume_default;
 286
 287   str += ::to_string ((char)0x07);
 288   str += ::to_string ((char)volume);
 289   return str;
 290 }
 291
 292 Midi_piano_pedal::Midi_piano_pedal (Audio_piano_pedal *a)
 293   : Midi_channel_item (a),
 294     audio_ (a)
 295 {
 296 }
 297
 298 string
 299 Midi_piano_pedal::to_string () const
 300 {
 301   Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
 302   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 303
 304   if (audio_->type_string_ == "Sostenuto")
 305     str += ::to_string ((char)0x42);
 306   else if (audio_->type_string_ == "Sustain")
 307     str += ::to_string ((char)0x40);
 308   else if (audio_->type_string_ == "UnaCorda")
 309     str += ::to_string ((char)0x43);
 310
 311   int pedal = ((1 - audio_->dir_) / 2) * 0x7f;
 312   str += ::to_string ((char)pedal);
 313   return str;
 314 }
 315
 316 Midi_tempo::Midi_tempo (Audio_tempo *a)
 317   : audio_ (a)
 318 {
 319 }
 320
 321 string
 322 Midi_tempo::to_string () const
 323 {
 324   int useconds_per_4 = 60 * (int)1e6 / audio_->per_minute_4_;
 325   string str = "ff5103";
 326   str += String_convert::int2hex (useconds_per_4, 6, '0');
 327   return String_convert::hex2bin (str);
 328 }
 329
 330 Midi_text::Midi_text (Audio_text *a)
 331   : audio_ (a)
 332 {
 333 }
 334
 335 string
 336 Midi_text::to_string () const
 337 {
 338   string str = "ff" + String_convert::int2hex (audio_->type_, 2, '0');
 339   str = String_convert::hex2bin (str);
 340   str += int2midi_varint_string (audio_->text_string_.length ());
 341   str += audio_->text_string_;
 342   return str;
 343 }
 344
 345 char const *
 346 Midi_item::name () const
 347 {
 348   return this->class_name ();
 349 }