]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/midi-item.cc
* The grand 2005-2006 replace.
[lilypond.git] / lily / midi-item.cc
index 51ba40d54c7abdb2590156ba667ddd2c664afd9f..6b372e94728e5e3813a06868253fb73de6175cdb 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 "pcol.hh"
-#include "debug.hh"
+/*
+  midi-item.cc -- implement Midi items.
+
+  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+
+  (c) 1997--2006 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
+*/
+
+#include "midi-item.hh"
+
+#include "warn.hh"
+#include "main.hh"
 #include "misc.hh"
-#include "string.hh"
 #include "string-convert.hh"
-#include "request.hh"
-#include "musicalrequest.hh"
-#include "voice.hh"
-#include "midi-item.hh"
 #include "midi-stream.hh"
+#include "duration.hh"
+#include "program-option.hh"
+
+#include "killing-cons.tcc"
 
-Midi_chunk::Midi_chunk()
+#define PITCH_WHEEL_TOP 0x3FFF
+#define PITCH_WHEEL_CENTER 0x2000
+#define PITCH_WHEEL_BOTTOM 0x0000
+#define PITCH_WHEEL_RANGE (PITCH_WHEEL_TOP - PITCH_WHEEL_BOTTOM)
+
+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 i->text_string_.length () ? new Midi_text (i) : 0;
+    return new Midi_text (i);
+  else
+    assert (0);
+
+  // isn't C++ grand?
+  return 0;
 }
 
 void
-Midi_chunk::add( String str )
+Midi_chunk::set (String header_string, String data_string, String footer_string)
 {
-    data_str_ += str;
+  data_string_ = data_string;
+  footer_string_ = footer_string;
+  header_string_ = header_string;
 }
 
-void
-Midi_chunk::set( String header_str, String data_str, String footer_str )
+String
+Midi_chunk::data_string () const
 {
-    data_str_ = data_str;
-    footer_str_ = footer_str;
-    header_str_ = header_str;
+  return data_string_;
 }
-  
+
 String
-Midi_chunk::str() const
+Midi_chunk::to_string () const
 {
-    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;
+  String str = header_string_;
+  String dat = data_string ();
+  String length_string = String_convert::int2hex (dat.length ()
+                                                 + footer_string_.length (), 8, '0');
+  length_string = String_convert::hex2bin (length_string);
+
+  str += length_string;
+  str += dat;
+  str += footer_string_;
+
+  return str;
+}
+
+Midi_duration::Midi_duration (Real seconds_f)
+{
+  seconds_ = seconds_f;
+}
+
+String
+Midi_duration::to_string () const
+{
+  return String ("<duration: ") + ::to_string (seconds_) + ">";
 }
 
-Midi_duration::Midi_duration( Real seconds_f )
+Midi_event::Midi_event (Moment delta_mom, Midi_item *midi)
 {
-    seconds_f_ = seconds_f;
+  delta_mom_ = delta_mom;
+  midi_ = midi;
 }
 
+/*
+  ugh. midi output badly broken since grace note hackage.
+*/
 String
-Midi_duration::str() const
+Midi_event::to_string () const
+{
+  Rational rat_dt = (delta_mom_.main_part_ * Rational (384)
+                    + delta_mom_.grace_part_ * Rational (100)) * Rational (4);
+  int delta_i = rat_dt.to_int ();
+
+  String delta_string = Midi_item::i2varint_string (delta_i);
+  String midi_string = midi_->to_string ();
+  assert (midi_string.length ());
+  return delta_string + midi_string;
+}
+
+Midi_header::Midi_header (int format_i, int tracks_i, int clocks_per_4_i)
 {
-    return String( "<duration: " ) + String( seconds_f_ ) + ">";
+  String str;
+
+  String format_string = String_convert::int2hex (format_i, 4, '0');
+  str += String_convert::hex2bin (format_string);
+
+  String tracks_string = String_convert::int2hex (tracks_i, 4, '0');
+  str += String_convert::hex2bin (tracks_string);
+
+  String tempo_string = String_convert::int2hex (clocks_per_4_i, 4, '0');
+  str += String_convert::hex2bin (tempo_string);
+
+  set ("MThd", str, "");
 }
 
-Midi_header::Midi_header( int format_i, int tracks_i, int clocks_per_4_i )
+Midi_instrument::Midi_instrument (Audio_instrument *a)
 {
-    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 );
+  audio_ = a;
+  audio_->str_.to_lower ();
+}
 
-    String tempo_str = String_convert::i2hex_str( clocks_per_4_i, 4, '0' );
-    str += String_convert::hex2bin_str( tempo_str );
+String
+Midi_instrument::to_string () const
+{
+  Byte program_byte = 0;
+  bool found = false;
 
-    set( "MThd", str, "" );
+  /*
+    UGH. don't use eval.
+  */
+  SCM proc = ly_lily_module_constant ("midi-program");
+  SCM program = scm_call_1 (proc, ly_symbol2scm (audio_->str_.to_str0 ()));
+  found = (program != SCM_BOOL_F);
+  if (found)
+    program_byte = scm_to_int (program);
+  else
+    warning (_f ("no such MIDI instrument: `%s'", audio_->str_.to_str0 ()));
+
+  String str = ::to_string ((char) (0xc0 + channel_)); //YIKES! FIXME : Should be track. -rz
+  str += ::to_string ((char)program_byte);
+  return str;
+}
+
+Midi_item::Midi_item ()
+{
+  channel_ = 0;
+}
+
+Midi_item::~Midi_item ()
+{
 }
 
 String
-Midi_item::i2varint_str( int i )
+Midi_item::i2varint_string (int i)
 {
-    int buffer_i = i & 0x7f;
-    while ( (i >>= 7) > 0 ) {
-       buffer_i <<= 8;
-       buffer_i |= 0x80;
-       buffer_i += (i & 0x7f);
+  int buffer_i = i & 0x7f;
+  while ((i >>= 7) > 0)
+    {
+      buffer_i <<= 8;
+      buffer_i |= 0x80;
+      buffer_i += (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_i);
+      if (buffer_i & 0x80)
+       buffer_i >>= 8;
+      else
+       break;
     }
-    return str;
+  return str;
+}
+
+Midi_key::Midi_key (Audio_key *a)
+{
+  audio_ = a;
+}
+
+String
+Midi_key::to_string () const
+{
+  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);
+}
+
+Midi_time_signature::Midi_time_signature (Audio_time_signature *a)
+{
+  audio_ = a;
+  clocks_per_1_ = 18;
+}
+
+String
+Midi_time_signature::to_string () const
+{
+  int num = audio_->beats_;
+  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);
+}
+
+Midi_note::Midi_note (Audio_note *a)
+{
+  audio_ = a;
+  dynamic_byte_ = 0x7f;
 }
 
-void 
-Midi_item::output_midi( Midi_stream& midi_stream_r ) const
+Moment
+Midi_note::get_length () const
 {
-    midi_stream_r << str();
+  Moment m = audio_->length_mom_;
+  return m;
 }
 
-Midi_key::Midi_key( int accidentals_i, int minor_i )
+int
+Midi_note::get_fine_tuning () const
 {
-       accidentals_i_ = accidentals_i;
-       minor_i_ = minor_i;
+  int ft = audio_->pitch_.quartertone_pitch ();
+  ft -= 2 * audio_->pitch_.semitone_pitch ();
+  ft *= 50; // 1 quarter tone = 50 cents
+  return ft;
+}
+
+int
+Midi_note::get_pitch () const
+{
+  int p = audio_->pitch_.semitone_pitch () + audio_->transposing_;
+  if (p == INT_MAX)
+    {
+      warning (_ ("silly pitch"));
+      p = 0;
+    }
+  return p;
 }
 
 String
-Midi_key::str() const
+Midi_note::to_string () const
 {
-    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 );
+  Byte status_byte = (char) (0x90 + channel_);
+  String str = "";
+  int finetune;
+
+  // print warning if fine tuning was needed, HJJ
+  if (get_fine_tuning () != 0)
+    {
+      warning (_f ("experimental: temporarily fine tuning (of %d cents) a channel.",
+                  get_fine_tuning ()));
+
+      finetune = PITCH_WHEEL_CENTER;
+      // Move pitch wheel to a shifted position.
+      // The pitch wheel range (of 4 semitones) is multiplied by the cents.
+      finetune += (PITCH_WHEEL_RANGE *get_fine_tuning ()) / (4 * 100);
+
+      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_pitch () + c0_pitch_i_));
+  str += ::to_string ((char)dynamic_byte_);
+
+  return str;
 }
 
-Midi_note::Midi_note( Melodic_req* melreq_l, int channel_i, bool on_bo  )
+Midi_note_off::Midi_note_off (Midi_note *n)
+  : Midi_note (n->audio_)
 {
-    assert(melreq_l);
-    pitch_i_ = melreq_l->pitch() + c0_pitch_i_c_;   
-    channel_i_ = channel_i;
+  on_ = n;
+  channel_ = n->channel_;
+
+  // Anybody who hears any difference, or knows how this works?
+  //  0 should definitely be avoided, notes stick on some sound cards.
+  // 64 is supposed to be neutral
 
-    // poor man-s staff dynamics:
-    dynamic_byte_ =  (melreq_l)? 0x64 - 0x10 * channel_i_:0;
-    on_b_ = on_bo;
+  aftertouch_byte_ = 64;
 }
 
 String
-Midi_note::str() const
-{
-    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;
+Midi_note_off::to_string () const
+{
+  Byte status_byte = (char) (0x80 + channel_);
+
+  String str = ::to_string ((char)status_byte);
+  str += ::to_string ((char) (get_pitch () + Midi_note::c0_pitch_i_));
+  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 String( "" );
+
+  return str;
+}
+
+Midi_dynamic::Midi_dynamic (Audio_dynamic *a)
+{
+  audio_ = a;
 }
 
-Midi_tempo::Midi_tempo( int per_minute_4_i )
+String
+Midi_dynamic::to_string () const
+{
+  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;
+
+  str += ::to_string ((char)0x07);
+  str += ::to_string ((char)volume);
+  return str;
+}
+
+Midi_piano_pedal::Midi_piano_pedal (Audio_piano_pedal *a)
 {
-    per_minute_4_i_ = per_minute_4_i;
+  audio_ = a;
 }
 
 String
-Midi_tempo::str() const
+Midi_piano_pedal::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) (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);
+
+  int pedal = ((1 - audio_->dir_) / 2) * 0x7f;
+  str += ::to_string ((char)pedal);
+  return str;
 }
 
-Midi_text::Midi_text( Midi_text::Type type, String text_str )
+Midi_tempo::Midi_tempo (Audio_tempo *a)
 {
-       type_ = type;
-       text_str_ = text_str;
+  audio_ = a;
 }
 
 String
-Midi_text::str() const
+Midi_tempo::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;
+  int useconds_per_4_i = 60 * (int)1e6 / audio_->per_minute_4_;
+  String str = "ff5103";
+  str += String_convert::int2hex (useconds_per_4_i, 6, '0');
+  return String_convert::hex2bin (str);
 }
 
-Midi_track::Midi_track( int number_i )
+Midi_text::Midi_text (Audio_text *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
+  audio_ = a;
+}
 
-    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_text::to_string () const
+{
+  String str = "ff" + String_convert::int2hex (audio_->type_, 2, '0');
+  str = String_convert::hex2bin (str);
+  str += i2varint_string (audio_->text_string_.length ());
+  str += audio_->text_string_;
+  return str;
+}
 
-    String data_str;
-    // only for format 0 (currently using format 1)?
-    data_str += String_convert::hex2bin_str( data_ch_c_l );
+Midi_track::Midi_track ()
+  : Midi_chunk ()
+{
+  //                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_ = 0;
 
-    char const* footer_ch_c_l = "00" "ff2f" "00";
-    String footer_str = String_convert::hex2bin_str( footer_ch_c_l );
+  char const *data_str0 = ""
+    //        "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"
+    ;
 
-    set( "MTrk", data_str, footer_str );
+  String data_string;
+  // only for format 0 (currently using format 1)?
+  data_string += String_convert::hex2bin (data_str0);
+
+  char const *footer_str0 = "00" "ff2f" "00";
+  String footer_string = String_convert::hex2bin (footer_str0);
+
+  set ("MTrk", data_string, footer_string);
 }
 
-void 
-Midi_track::add( int delta_time_i, String event_str )
+void
+Midi_track::add (Moment delta_time_mom, Midi_item *midi)
 {
-    assert(delta_time_i >= 0);
-    Midi_chunk::add( i2varint_str( delta_time_i ) + event_str );
+  assert (delta_time_mom >= Moment (0));
+
+  Midi_event *e = new Midi_event (delta_time_mom, midi);
+  event_p_list_.append (new Killing_cons<Midi_event> (e, 0));
 }
 
-void 
-Midi_track::add( Moment delta_time_moment, Midi_item* mitem_l )
+String
+Midi_track::data_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 = Midi_chunk::data_string ();
+  if (do_midi_debugging_global)
+    str += "\n";
+  for (Cons<Midi_event> *i = event_p_list_.head_; i; i = i->next_)
+    {
+      str += i->car_->to_string ();
+      if (do_midi_debugging_global)
+       str += "\n";
+    }
+  return str;
 }
 
+
+char const *
+Midi_item::name () const
+{
+   return this->class_name ();
+}