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
  60
  61 Midi_duration::Midi_duration (Real seconds_f)
  62 {
  63   seconds_ = seconds_f;
  64 }
  65
  66 string
  67 Midi_duration::to_string () const
  68 {
  69   return string ("<duration: ") + ::to_string (seconds_) + ">";
  70 }
  71
  72 Midi_instrument::Midi_instrument (Audio_instrument *a)
  73   : Midi_channel_item (a)
  74   , audio_ (a)
  75 {
  76   audio_->str_ = String_convert::to_lower (audio_->str_);
  77 }
  78
  79 string
  80 Midi_instrument::to_string () const
  81 {
  82   Byte program_byte = 0;
  83   bool found = false;
  84
  85   SCM proc = ly_lily_module_constant ("midi-program");
  86   SCM program = scm_call_1 (proc, ly_symbol2scm (audio_->str_.c_str ()));
  87   found = (program != SCM_BOOL_F);
  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_item::~Midi_item ()
 108 {
 109 }
 110
 111 string
 112 int2midi_varint_string (int i)
 113 {
 114   int buffer = i & 0x7f;
 115   while ((i >>= 7) > 0)
 116     {
 117       buffer <<= 8;
 118       buffer |= 0x80;
 119       buffer += (i & 0x7f);
 120     }
 121
 122   string str;
 123   while (1)
 124     {
 125       str += ::to_string ((char)buffer);
 126       if (buffer & 0x80)
 127         buffer >>= 8;
 128       else
 129         break;
 130     }
 131   return str;
 132 }
 133
 134 Midi_key::Midi_key (Audio_key *a)
 135   : audio_ (a)
 136 {
 137 }
 138
 139 string
 140 Midi_key::to_string () const
 141 {
 142   string str = "ff5902";
 143   str += String_convert::int2hex (audio_->accidentals_, 2, '0');
 144   if (audio_->major_)
 145     str += String_convert::int2hex (0, 2, '0');
 146   else
 147     str += String_convert::int2hex (1, 2, '0');
 148   return String_convert::hex2bin (str);
 149 }
 150
 151 Midi_time_signature::Midi_time_signature (Audio_time_signature *a)
 152   : audio_ (a)
 153   , clocks_per_1_ (18)
 154 {
 155 }
 156
 157 string
 158 Midi_time_signature::to_string () const
 159 {
 160   int num = abs (audio_->beats_);
 161   if (num > 255)
 162     {
 163       warning ("Time signature with more than 255 beats. Truncating");
 164       num = 255;
 165     }
 166
 167   int den = audio_->one_beat_;
 168
 169
 170
 171   string str = "ff5804";
 172   str += String_convert::int2hex (num, 2, '0');
 173   str += String_convert::int2hex (intlog2 (den), 2, '0');
 174   str += String_convert::int2hex (clocks_per_1_, 2, '0');
 175   str += String_convert::int2hex (8, 2, '0');
 176   return String_convert::hex2bin (str);
 177 }
 178
 179 Midi_note::Midi_note (Audio_note *a)
 180   : Midi_channel_item (a)
 181   , audio_ (a)
 182   , dynamic_byte_ (a->dynamic_ && a->dynamic_->volume_ >= 0
 183                    ? Byte (a->dynamic_->volume_ * 0x7f) : Byte (0x5a))
 184 {
 185 }
 186
 187 int
 188 Midi_note::get_fine_tuning () const
 189 {
 190   Rational tune = (audio_->pitch_.tone_pitch ()
 191                    + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2);
 192   tune -= Rational (get_semitone_pitch ());
 193
 194   tune *= PITCH_WHEEL_SEMITONE;
 195   return (int) double (tune);
 196 }
 197
 198 int
 199 Midi_note::get_semitone_pitch () const
 200 {
 201   double tune = double ((audio_->pitch_.tone_pitch ()
 202                          + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2));
 203   return int (rint (tune));
 204 }
 205
 206 string
 207 Midi_note::to_string () const
 208 {
 209   Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
 210   string str = "";
 211   int finetune;
 212
 213   // print warning if fine tuning was needed, HJJ
 214   if (get_fine_tuning () != 0)
 215     {
 216       finetune = PITCH_WHEEL_CENTER + get_fine_tuning ();
 217
 218       str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
 219       str += ::to_string ((char) (finetune & 0x7F));
 220       str += ::to_string ((char) (finetune >> 7));
 221       str += ::to_string ((char) (0x00));
 222     }
 223
 224   str += ::to_string ((char) status_byte);
 225   str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + c0_pitch_));
 226   str += ::to_string ((char) dynamic_byte_);
 227
 228   return str;
 229 }
 230
 231 Midi_note_off::Midi_note_off (Midi_note *n)
 232   : Midi_note (n->audio_)
 233 {
 234   on_ = n;
 235   channel_ = n->channel_;
 236
 237   // use note_on with velocity=0 instead of note_off
 238   aftertouch_byte_ = 0;
 239 }
 240
 241 string
 242 Midi_note_off::to_string () const
 243 {
 244   Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
 245
 246   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 247   str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + Midi_note::c0_pitch_));
 248   str += ::to_string ((char)aftertouch_byte_);
 249
 250   if (get_fine_tuning () != 0)
 251     {
 252       // Move pitch wheel back to the central position.
 253       str += ::to_string ((char) 0x00);
 254       str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
 255       str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER &0x7F));
 256       str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER >> 7));
 257     }
 258
 259   return str;
 260 }
 261
 262 Midi_dynamic::Midi_dynamic (Audio_dynamic *a)
 263   : Midi_channel_item (a)
 264   , audio_ (a)
 265 {
 266 }
 267
 268 string
 269 Midi_dynamic::to_string () const
 270 {
 271   Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
 272   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 273
 274   /*
 275     Main volume controller (per channel):
 276     07 MSB
 277     27 LSB
 278   */
 279   static Real const full_scale = 127;
 280
 281   int volume = (int) (audio_->volume_ * full_scale);
 282   if (volume <= 0)
 283     volume = 1;
 284   if (volume > full_scale)
 285     volume = (int)full_scale;
 286
 287   int const volume_default = 100;
 288   if (audio_->volume_ < 0 || audio_->silent_)
 289     volume = volume_default;
 290
 291   str += ::to_string ((char)0x07);
 292   str += ::to_string ((char)volume);
 293   return str;
 294 }
 295
 296 Midi_piano_pedal::Midi_piano_pedal (Audio_piano_pedal *a)
 297   : Midi_channel_item (a)
 298   , audio_ (a)
 299 {
 300 }
 301
 302 string
 303 Midi_piano_pedal::to_string () const
 304 {
 305   Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
 306   string str = ::to_string ((char)status_byte);
 307
 308   if (audio_->type_string_ == "Sostenuto")
 309     str += ::to_string ((char)0x42);
 310   else if (audio_->type_string_ == "Sustain")
 311     str += ::to_string ((char)0x40);
 312   else if (audio_->type_string_ == "UnaCorda")
 313     str += ::to_string ((char)0x43);
 314
 315   int pedal = ((1 - audio_->dir_) / 2) * 0x7f;
 316   str += ::to_string ((char)pedal);
 317   return str;
 318 }
 319
 320 Midi_tempo::Midi_tempo (Audio_tempo *a)
 321   : audio_ (a)
 322 {
 323 }
 324
 325 string
 326 Midi_tempo::to_string () const
 327 {
 328   int useconds_per_4 = 60 * (int)1e6 / audio_->per_minute_4_;
 329   string str = "ff5103";
 330   str += String_convert::int2hex (useconds_per_4, 6, '0');
 331   return String_convert::hex2bin (str);
 332 }
 333
 334 Midi_text::Midi_text (Audio_text *a)
 335   : audio_ (a)
 336 {
 337 }
 338
 339 string
 340 Midi_text::to_string () const
 341 {
 342   string str = "ff" + String_convert::int2hex (audio_->type_, 2, '0');
 343   str = String_convert::hex2bin (str);
 344   str += int2midi_varint_string (audio_->text_string_.length ());
 345   str += audio_->text_string_;
 346   return str;
 347 }
 348
 349 char const *
 350 Midi_item::name () const
 351 {
 352    return this->class_name ();
 353 }