]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/midi-item.cc
Run grand-replace (issue 3765)
[lilypond.git] / lily / midi-item.cc
index 2bc00a3a0fdbd55a995ef29539919bc73c7b13d7..4909217c4319c108cca8aba6b22ea9533e5c9b37 100644 (file)
-//
-// midiitem.cc
-//
-// source file of the LilyPond music typesetter
-//
-// (c) 1997 Jan Nieuwenhuizen <jan@digicash.com>
-
-#include <limits.h>
-#include "proto.hh"
-#include "plist.hh"
-#include "p-col.hh"
-#include "debug.hh"
-#include "misc.hh"
-#include "string.hh"
-#include "string-convert.hh"
-#include "request.hh"
-#include "musical-request.hh"
-#include "voice.hh"
+/*
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
+
+  Copyright (C) 1997--2014 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
+
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+
 #include "midi-item.hh"
+
+#include "duration.hh"
+#include "international.hh"
+#include "libc-extension.hh"
+#include "main.hh"
 #include "midi-stream.hh"
+#include "misc.hh"
+#include "program-option.hh"
+#include "string-convert.hh"
+#include "warn.hh"
 
-Midi_chunk::Midi_chunk()
+#define PITCH_WHEEL_CENTER 0x2000
+#define PITCH_WHEEL_SEMITONE 0X1000
+
+Midi_item *
+Midi_item::get_midi (Audio_item *a)
 {
+  if (Audio_key *i = dynamic_cast<Audio_key *> (a))
+    return new Midi_key (i);
+  else if (Audio_instrument *i = dynamic_cast<Audio_instrument *> (a))
+    return i->str_.length () ? new Midi_instrument (i) : 0;
+  else if (Audio_note *i = dynamic_cast<Audio_note *> (a))
+    return new Midi_note (i);
+  else if (Audio_dynamic *i = dynamic_cast<Audio_dynamic *> (a))
+    return new Midi_dynamic (i);
+  else if (Audio_piano_pedal *i = dynamic_cast<Audio_piano_pedal *> (a))
+    return new Midi_piano_pedal (i);
+  else if (Audio_tempo *i = dynamic_cast<Audio_tempo *> (a))
+    return new Midi_tempo (i);
+  else if (Audio_time_signature *i = dynamic_cast<Audio_time_signature *> (a))
+    return new Midi_time_signature (i);
+  else if (Audio_text *i = dynamic_cast<Audio_text *> (a))
+    return new Midi_text (i);
+  else if (Audio_control_function_value_change *i
+           = dynamic_cast<Audio_control_function_value_change *> (a))
+    return new Midi_control_function_value_change (i);
+  else
+    assert (0);
+
+  return 0;
 }
 
-void
-Midi_chunk::add( String str )
+Midi_duration::Midi_duration (Real seconds_f)
 {
-    data_str_ += str;
+  seconds_ = seconds_f;
 }
 
-void
-Midi_chunk::set( String header_str, String data_str, String footer_str )
+string
+Midi_duration::to_string () const
 {
-    data_str_ = data_str;
-    footer_str_ = footer_str;
-    header_str_ = header_str;
+  return string ("<duration: ") + ::to_string (seconds_) + ">";
 }
-  
-String
-Midi_chunk::str() const
+
+Midi_instrument::Midi_instrument (Audio_instrument *a)
+  : Midi_channel_item (a),
+    audio_ (a)
 {
-    String str = header_str_;
-    String length_str = String_convert::i2hex_str( data_str_.length_i() + footer_str_.length_i(), 8, '0' );
-    length_str = String_convert::hex2bin_str( length_str );
-    str += length_str;
-    str += data_str_;
-    str += footer_str_;
-    return str;
+  audio_->str_ = String_convert::to_lower (audio_->str_);
 }
 
-Midi_duration::Midi_duration( Real seconds_f )
+string
+Midi_instrument::to_string () const
 {
-    seconds_f_ = seconds_f;
+  Byte program_byte = 0;
+  bool found = false;
+
+  SCM proc = ly_lily_module_constant ("midi-program");
+  SCM program = scm_call_1 (proc, ly_symbol2scm (audio_->str_.c_str ()));
+  found = (program != SCM_BOOL_F);
+  if (found)
+    program_byte = (Byte) scm_to_int (program);
+  else
+    warning (_f ("no such MIDI instrument: `%s'", audio_->str_.c_str ()));
+
+  string str = ::to_string ((char) (0xc0 + channel_)); //YIKES! FIXME : Should be track. -rz
+  str += ::to_string ((char)program_byte);
+  return str;
 }
 
-String
-Midi_duration::str() const
+Midi_item::Midi_item ()
 {
-    return String( "<duration: " ) + String( seconds_f_ ) + ">";
 }
 
-Midi_header::Midi_header( int format_i, int tracks_i, int clocks_per_4_i )
+Midi_channel_item::Midi_channel_item (Audio_item *ai)
+  : channel_ (ai->channel_)
 {
-    String str;
-       
-    String format_str = String_convert::i2hex_str( format_i, 4, '0' );
-    str += String_convert::hex2bin_str( format_str );
-       
-    String tracks_str = String_convert::i2hex_str( tracks_i, 4, '0' );
-    str += String_convert::hex2bin_str( tracks_str );
+}
 
-    String tempo_str = String_convert::i2hex_str( clocks_per_4_i, 4, '0' );
-    str += String_convert::hex2bin_str( tempo_str );
+Midi_control_function_value_change
+::Midi_control_function_value_change (Audio_control_function_value_change *ai)
+  : Midi_channel_item (ai), control_ (ai->control_), value_ (ai->value_)
+{
+}
+
+Midi_item::~Midi_item ()
+{
+}
 
-    set( "MThd", str, "" );
+Midi_channel_item::~Midi_channel_item ()
+{
 }
 
-String
-Midi_item::i2varint_str( int i )
+Midi_control_function_value_change::~Midi_control_function_value_change ()
 {
-    int buffer_i = i & 0x7f;
-    while ( (i >>= 7) > 0 ) {
-       buffer_i <<= 8;
-       buffer_i |= 0x80;
-       buffer_i += (i & 0x7f);
+}
+
+string
+int2midi_varint_string (int i)
+{
+  int buffer = i & 0x7f;
+  while ((i >>= 7) > 0)
+    {
+      buffer <<= 8;
+      buffer |= 0x80;
+      buffer += (i & 0x7f);
     }
 
-    String str;
-    while ( 1 ) {
-       str += (char)buffer_i;
-       if ( buffer_i & 0x80 )
-           buffer_i >>= 8;
-       else
-           break;
+  string str;
+  while (1)
+    {
+      str += ::to_string ((char)buffer);
+      if (buffer & 0x80)
+        buffer >>= 8;
+      else
+        break;
     }
-    return str;
+  return str;
 }
 
-void 
-Midi_item::output_midi( Midi_stream& midi_stream_r ) const
+Midi_key::Midi_key (Audio_key *a)
+  : audio_ (a)
 {
-    midi_stream_r << str();
 }
 
-Midi_key::Midi_key( int accidentals_i, int minor_i )
+string
+Midi_key::to_string () const
 {
-       accidentals_i_ = accidentals_i;
-       minor_i_ = minor_i;
+  string str = "ff5902";
+  str += String_convert::int2hex (audio_->accidentals_, 2, '0');
+  if (audio_->major_)
+    str += String_convert::int2hex (0, 2, '0');
+  else
+    str += String_convert::int2hex (1, 2, '0');
+  return String_convert::hex2bin (str);
 }
 
-String
-Midi_key::str() const
+Midi_time_signature::Midi_time_signature (Audio_time_signature *a)
+  : audio_ (a),
+    clocks_per_1_ (18)
 {
-    String str = "ff5902";
-    str += String_convert::i2hex_str( accidentals_i_, 2, '0' );
-    str += String_convert::i2hex_str( minor_i_, 2, '0' );
-    return String_convert::hex2bin_str( str );
 }
 
-Midi_note::Midi_note( Melodic_req* melreq_l, int channel_i, bool on_bo  )
+string
+Midi_time_signature::to_string () const
 {
-    assert(melreq_l);
-    pitch_i_ = melreq_l->pitch() + c0_pitch_i_c_;   
-    channel_i_ = channel_i;
-    
-    on_b_ = on_bo;
+  int num = abs (audio_->beats_);
+  if (num > 255)
+    {
+      warning (_ ("Time signature with more than 255 beats.  Truncating"));
+      num = 255;
+    }
 
-    dynamic_byte_ = 0x64;
-    if ( on_b_ ) // poor man-s staff dynamics:
-       dynamic_byte_ -= 0x10 * channel_i_;
-    else
-       dynamic_byte_ += 0x32; // 0x64 is supposed to be neutral, but let-s try
+  int den = audio_->one_beat_;
+
+  string str = "ff5804";
+  str += String_convert::int2hex (num, 2, '0');
+  str += String_convert::int2hex (intlog2 (den), 2, '0');
+  str += String_convert::int2hex (clocks_per_1_, 2, '0');
+  str += String_convert::int2hex (8, 2, '0');
+  return String_convert::hex2bin (str);
 }
 
-String
-Midi_note::str() const
+Midi_note::Midi_note (Audio_note *a)
+  : Midi_channel_item (a),
+    audio_ (a),
+    dynamic_byte_ (min (max (Byte ((a->dynamic_ && a->dynamic_->volume_ >= 0
+                                    ? a->dynamic_->volume_ * 0x7f : 0x5a)
+                                   + a->extra_velocity_),
+                             Byte (0)), Byte (0x7f)))
 {
-    if ( pitch_i_ != INT_MAX ) {
-       Byte status_byte = ( on_b_ ? 0x90 : 0x80 ) + channel_i_;
-       String str = String( (char)status_byte );
-       str += (char)pitch_i_;
-       // poor man-s staff dynamics:
-       str += (char)dynamic_byte_;
-       return str;
-    }
-    return String( "" );
 }
 
-Midi_tempo::Midi_tempo( int per_minute_4_i )
+int
+Midi_note::get_fine_tuning () const
+{
+  Rational tune = (audio_->pitch_.tone_pitch ()
+                   + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2);
+  tune -= Rational (get_semitone_pitch ());
+
+  tune *= PITCH_WHEEL_SEMITONE;
+  return (int) double (tune);
+}
+
+int
+Midi_note::get_semitone_pitch () const
 {
-    per_minute_4_i_ = per_minute_4_i;
+  double tune = double ((audio_->pitch_.tone_pitch ()
+                         + audio_->transposing_.tone_pitch ()) * Rational (2));
+  return int (rint (tune));
 }
 
-String
-Midi_tempo::str() const
+string
+Midi_note::to_string () const
 {
-    int useconds_per_4_i = 60 * (int)1e6 / per_minute_4_i_;
-    String str = "ff5103";
-    str += String_convert::i2hex_str( useconds_per_4_i, 6, '0' );
-    return String_convert::hex2bin_str( str );
+  Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
+  string str = "";
+  int finetune;
+
+  // print warning if fine tuning was needed, HJJ
+  if (get_fine_tuning () != 0)
+    {
+      finetune = PITCH_WHEEL_CENTER + get_fine_tuning ();
+
+      str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
+      str += ::to_string ((char) (finetune & 0x7F));
+      str += ::to_string ((char) (finetune >> 7));
+      str += ::to_string ((char) (0x00));
+    }
+
+  str += ::to_string ((char) status_byte);
+  str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + c0_pitch_));
+  str += ::to_string ((char) dynamic_byte_);
+
+  return str;
 }
 
-Midi_time::Midi_time( int num_i, int den_i, int clocks_per_1_i )
+Midi_note_off::Midi_note_off (Midi_note *n)
+  : Midi_note (n->audio_)
 {
-       num_i_ = num_i;
-       den_i_ = den_i;
-       clocks_per_1_i_ = clocks_per_1_i;
+  on_ = n;
+  channel_ = n->channel_;
+
+  // use note_on with velocity=0 instead of note_off
+  aftertouch_byte_ = 0;
 }
 
-String
-Midi_time::str() const
+string
+Midi_note_off::to_string () const
 {
-       String str = "ff5804";
-       str += String_convert::i2hex_str( num_i_, 2, '0' );
-       str += String_convert::i2hex_str( intlog2( den_i_ ) , 2, '0' );
-       str += String_convert::i2hex_str( clocks_per_1_i_, 2, '0' );
-       str += String_convert::i2hex_str( 8, 2, '0' );
-       return String_convert::hex2bin_str( str );
+  Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
+
+  string str = ::to_string ((char)status_byte);
+  str += ::to_string ((char) (get_semitone_pitch () + Midi_note::c0_pitch_));
+  str += ::to_string ((char)aftertouch_byte_);
+
+  if (get_fine_tuning () != 0)
+    {
+      // Move pitch wheel back to the central position.
+      str += ::to_string ((char) 0x00);
+      str += ::to_string ((char) (0xE0 + channel_));
+      str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER & 0x7F));
+      str += ::to_string ((char) (PITCH_WHEEL_CENTER >> 7));
+    }
+
+  return str;
 }
 
-Midi_text::Midi_text( Midi_text::Type type, String text_str )
+Midi_dynamic::Midi_dynamic (Audio_dynamic *a)
+  : Midi_channel_item (a),
+    audio_ (a)
 {
-       type_ = type;
-       text_str_ = text_str;
 }
 
-String
-Midi_text::str() const
+string
+Midi_dynamic::to_string () const
 {
-       String str = "ff" + String_convert::i2hex_str( type_, 2, '0' );
-       str = String_convert::hex2bin_str( str );
-       str += i2varint_str( text_str_.length_i() );
-       str += text_str_;
-       return str;
+  Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
+  string str = ::to_string ((char)status_byte);
+
+  /*
+    Main volume controller (per channel):
+    07 MSB
+    27 LSB
+  */
+  static Real const full_scale = 127;
+
+  int volume = (int) (audio_->volume_ * full_scale);
+  if (volume <= 0)
+    volume = 1;
+  if (volume > full_scale)
+    volume = (int)full_scale;
+
+  int const volume_default = 100;
+  if (audio_->volume_ < 0 || audio_->silent_)
+    volume = volume_default;
+
+  str += ::to_string ((char)0x07);
+  str += ::to_string ((char)volume);
+  return str;
 }
 
-Midi_track::Midi_track( int number_i )
+Midi_piano_pedal::Midi_piano_pedal (Audio_piano_pedal *a)
+  : Midi_channel_item (a),
+    audio_ (a)
 {
-//                4D 54 72 6B     MTrk
-//                00 00 00 3B     chunk length (59)
-//        00      FF 58 04 04 02 18 08    time signature
-//        00      FF 51 03 07 A1 20       tempo
-// FF 59 02 sf mi  Key Signature
-//         sf = -7:  7 flats
-//         sf = -1:  1 flat
-//         sf = 0:  key of C
-//         sf = 1:  1 sharp
-//         sf = 7: 7 sharps
-//         mi = 0:  major key
-//         mi = 1:  minor key
+}
 
-    number_i_ = number_i;
-       
-    char const* data_ch_c_l = ""
-//        "00" "ff58" "0404" "0218" "08"
-//     "00" "ff51" "0307" "a120"
-// why a key at all, in midi?
-// key: C
-//     "00" "ff59" "02" "00" "00"
-// key: F (scsii-menuetto)
-//                               "00" "ff59" "02" "ff" "00"
-       ;
+string
+Midi_piano_pedal::to_string () const
+{
+  Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
+  string str = ::to_string ((char)status_byte);
+
+  if (audio_->type_string_ == "Sostenuto")
+    str += ::to_string ((char)0x42);
+  else if (audio_->type_string_ == "Sustain")
+    str += ::to_string ((char)0x40);
+  else if (audio_->type_string_ == "UnaCorda")
+    str += ::to_string ((char)0x43);
 
-    String data_str;
-    // only for format 0 (currently using format 1)?
-    data_str += String_convert::hex2bin_str( data_ch_c_l );
+  int pedal = ((1 - audio_->dir_) / 2) * 0x7f;
+  str += ::to_string ((char)pedal);
+  return str;
+}
 
-    char const* footer_ch_c_l = "00" "ff2f" "00";
-    String footer_str = String_convert::hex2bin_str( footer_ch_c_l );
+Midi_tempo::Midi_tempo (Audio_tempo *a)
+  : audio_ (a)
+{
+}
 
-    set( "MTrk", data_str, footer_str );
+string
+Midi_tempo::to_string () const
+{
+  int useconds_per_4 = 60 * (int)1e6 / audio_->per_minute_4_;
+  string str = "ff5103";
+  str += String_convert::int2hex (useconds_per_4, 6, '0');
+  return String_convert::hex2bin (str);
 }
 
-void 
-Midi_track::add( int delta_time_i, String event_str )
+Midi_text::Midi_text (Audio_text *a)
+  : audio_ (a)
 {
-    assert(delta_time_i >= 0);
-    Midi_chunk::add( i2varint_str( delta_time_i ) + event_str );
 }
 
-void 
-Midi_track::add( Moment delta_time_moment, Midi_item* mitem_l )
+string
+Midi_text::to_string () const
 {
-    // use convention of 384 clocks per 4
-    // use Duration_convert
-    int delta_time_i = delta_time_moment * Moment( 384 ) / Moment( 1, 4 );
-    add( delta_time_i, mitem_l->str() );
+  string str = "ff" + String_convert::int2hex (audio_->type_, 2, '0');
+  str = String_convert::hex2bin (str);
+  str += int2midi_varint_string (audio_->text_string_.length ());
+  str += audio_->text_string_;
+  return str;
 }
 
+string
+Midi_control_function_value_change::to_string () const
+{
+  // MIDI control function information.  A MIDI control function may have one
+  // or two assigned control numbers depending on whether it supports coarse
+  // (7-bit) or fine (14-bit) resolution.  If the control function supports
+  // fine resolution, the first (respectively, second) member of the structure
+  // represents the control number for setting the most (least) significant 7
+  // bits of the control function's value.
+  struct Control_function
+  {
+    int msb_control_number_;
+    int lsb_control_number_;
+  };
+
+  // Mapping from supported control functions (enumeration values defined in
+  // Audio_controller_value_change::Control) to the corresponding MIDI control
+  // numbers.
+  static const Control_function control_functions[] =
+    {
+      // When adding support for new control functions, please note the
+      // following:
+      // - The order of the control number definitions should be kept
+      //   consistent with the order of the enumeration values defined in
+      //   Audio_control_function_value_change::Control.
+      // - If the control function has only coarse resolution, the function's
+      //   control number should be stored in the MSB member of the array
+      //   element, and the LSB member should be set to a negative value.
+
+      {  8, 40 }, // balance
+      { 10, 42 }, // pan position
+      { 91, -1 }, // reverb level (only coarse resolution available)
+      { 93, -1 }  // chorus level (only coarse resolution available)
+    };
+
+  string str;
+  const Control_function *control_function = &control_functions[control_];
+  static const Real full_fine_scale = 0x3FFF;
+  static const Real full_coarse_scale = 0x7F;
+  bool fine_resolution = (control_function->lsb_control_number_ >= 0);
+  // value_ is in range [0.0 .. 1.0].  For directional value ranges,
+  // #CENTER will correspond to 0.5 exactly, and my_round rounds
+  // upwards when in case of doubt.  That means that center position
+  // will round to 0x40 or 0x2000 by a hair's breadth.
+  int value = (int) my_round (value_ * (fine_resolution ?
+                                        full_fine_scale : full_coarse_scale));
+  Byte status_byte = (char) (0xB0 + channel_);
+  str += ::to_string ((char)status_byte);
+  str += ::to_string ((char)(control_function->msb_control_number_));
+  str += ::to_string ((char)(fine_resolution ? (value >> 7) : value));
+  if (fine_resolution)
+    {
+      str += ::to_string ((char)0x00);
+      str += ::to_string ((char)status_byte);
+      str += ::to_string ((char)(control_function->lsb_control_number_));
+      str += ::to_string ((char)(value & 0x7F));
+    }
+  return str;
+}
+
+char const *
+Midi_item::name () const
+{
+  return this->class_name ();
+}