git.cworth.org Git - scherzo/blob - scherzo.c

   1 /* scherzo - Music notation training
   2  *
   3  * Copyright © 2010 Carl Worth
   4  *
   5  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/ .
  17  */
  18
  19 #include <gtk/gtk.h>
  20 #include <gdk/gdkkeysyms.h>
  21
  22 #include <asoundlib.h>
  23
  24 #include "score.h"
  25 #include "mnemon.h"
  26
  27 #define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof(arr[0]))
  28
  29 #define unused(foo) foo __attribute__((unused))
  30
  31 #define MIDI_BUF_SIZE 4096
  32
  33 typedef struct challenge
  34 {
  35     int active;
  36     bin_t *bin;
  37     int item_index;
  38     score_staff_t *staff;
  39     pitch_t pitch;
  40
  41     int satisfied;
  42     int mistaken;
  43 } challenge_t;
  44
  45 typedef struct pitch_group
  46 {
  47     void *ctx;
  48     pitch_t *pitches;
  49     int size;
  50     int num_pitches;
  51 } pitch_group_t;
  52
  53 typedef struct scherzo
  54 {
  55     void *ctx;
  56
  57     GtkWidget *window;
  58     score_t *score;
  59     int staff_height;
  60
  61     score_staff_t *treble;
  62     score_staff_t *bass;
  63     score_chord_t *chord;
  64
  65     /* The word "keyboard" here is referring to a "computer
  66      * keyboard". Any "piano keyboard" key knows its own octave and
  67      * accidental already. */
  68     int keyboard_octave;
  69     pitch_accidental_t keyboard_accidental;
  70
  71     int midi_fd;
  72     snd_midi_event_t *snd_midi_event;
  73
  74     mnemon_t mnemon;
  75     challenge_t challenge;
  76
  77     pitch_group_t notes_pressed;
  78     pitch_group_t notes_pedaled;
  79
  80     int pedal_pressed;
  81 } scherzo_t;
  82
  83 /* Forward declarations. */
  84 static void
  85 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  86
  87 static void
  88 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  89
  90 static void
  91 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo);
  92
  93 static void
  94 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo);
  95
  96 static void
  97 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  98
  99 static void
 100 _score_challenge (scherzo_t *scherzo);
 101
 102 static int
 103 on_delete_event_quit (unused (GtkWidget *widget),
 104                       unused (GdkEvent *event),
 105                       unused (gpointer user_data))
 106 {
 107     gtk_main_quit ();
 108
 109     /* Returning FALSE allows the default handler for delete-event
 110      * to proceed to cleanup the widget. */
 111     return FALSE;
 112 }
 113
 114 static int
 115 on_expose_event_draw (GtkWidget *widget,
 116                       unused (GdkEventExpose *expose),
 117                       void * user_data)
 118 {
 119     scherzo_t *scherzo = user_data;
 120     score_t *score = scherzo->score;
 121     cairo_t *cr;
 122     GtkAllocation allocation;
 123     static const int pad = 10;
 124     int widget_width;
 125
 126     gtk_widget_get_allocation (widget, &allocation);
 127     widget_width = allocation.width;
 128
 129     cr = gdk_cairo_create (widget->window);
 130
 131     /* White background */
 132     cairo_set_source_rgb (cr, 1.0, 1.0, 1.0);
 133     cairo_paint (cr);
 134
 135     /* Add some padding on the sides and top */
 136     cairo_translate (cr, pad, scherzo->staff_height);
 137     score_set_staff_height (score, scherzo->staff_height);
 138     score_set_width (score, widget_width - 2 * pad);
 139
 140     score_draw (score, cr);
 141
 142     return TRUE;
 143 }
 144
 145 static int
 146 on_key_press_event (GtkWidget *widget,
 147                     GdkEventKey *key,
 148                     void *user_data)
 149 {
 150     scherzo_t *scherzo = user_data;
 151     int octave;
 152     /* Initialize to keep the compiler quiet. */
 153     pitch_name_t pitch_name = PITCH_NATURAL (C, 0);
 154     pitch_t pitch;
 155
 156     if (scherzo->challenge.active)
 157         octave = PITCH_OCTAVE (scherzo->challenge.pitch);
 158     else
 159         octave = scherzo->keyboard_octave;
 160
 161     switch (key->keyval) {
 162     case GDK_KEY_plus:
 163     case GDK_KEY_KP_Add:
 164     case GDK_KEY_equal:
 165     case GDK_KEY_KP_Equal:
 166         scherzo->staff_height += 4;
 167         gtk_widget_queue_draw (widget);
 168         return TRUE;
 169         break;
 170     case GDK_KEY_minus:
 171     case GDK_KEY_KP_Subtract:
 172         scherzo->staff_height -= 4;
 173         gtk_widget_queue_draw (widget);
 174         return TRUE;
 175         break;
 176     case GDK_KEY_q:
 177     case GDK_KEY_Q:
 178     case GDK_KEY_Escape:
 179         gtk_main_quit ();
 180         return FALSE;
 181     case GDK_KEY_c:
 182     case GDK_KEY_C:
 183         pitch_name = PITCH_NAME_C;
 184         break;
 185     case GDK_KEY_d:
 186     case GDK_KEY_D:
 187         pitch_name = PITCH_NAME_D;
 188         break;
 189     case GDK_KEY_e:
 190     case GDK_KEY_E:
 191         pitch_name = PITCH_NAME_E;
 192         break;
 193     case GDK_KEY_f:
 194     case GDK_KEY_F:
 195         pitch_name = PITCH_NAME_F;
 196         break;
 197     case GDK_KEY_g:
 198     case GDK_KEY_G:
 199         pitch_name = PITCH_NAME_G;
 200         break;
 201     case GDK_KEY_a:
 202     case GDK_KEY_A:
 203         pitch_name = PITCH_NAME_A;
 204         break;
 205     case GDK_KEY_b:
 206     case GDK_KEY_B:
 207         pitch_name = PITCH_NAME_B;
 208         break;
 209     case GDK_KEY_0:
 210     case GDK_KEY_1:
 211     case GDK_KEY_2:
 212     case GDK_KEY_3:
 213     case GDK_KEY_4:
 214     case GDK_KEY_5:
 215     case GDK_KEY_6:
 216     case GDK_KEY_7:
 217     case GDK_KEY_8:
 218         scherzo->keyboard_octave = key->keyval - GDK_KEY_0;
 219         break;
 220     case GDK_KEY_space:
 221         scherzo_press_pedal (scherzo);
 222         break;
 223     case GDK_KEY_Up:
 224         if (scherzo->keyboard_accidental < PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP)
 225             scherzo->keyboard_accidental++;
 226         break;
 227     case GDK_KEY_Down:
 228         if (scherzo->keyboard_accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT)
 229             scherzo->keyboard_accidental--;
 230         break;
 231     }
 232
 233     pitch = PITCH (pitch_name, scherzo->keyboard_accidental, octave);
 234
 235     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 236         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 237     {
 238         scherzo_press_note (scherzo, pitch);
 239         _judge_pitch (scherzo, pitch);
 240         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 241
 242         return TRUE;
 243     }
 244
 245
 246     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 247     return FALSE;
 248 }
 249
 250 static int
 251 on_key_release_event (unused (GtkWidget *widget),
 252                       GdkEventKey *key,
 253                       void *user_data)
 254 {
 255     scherzo_t *scherzo = user_data;
 256     int octave;
 257     /* Initialize to keep the compiler quiet. */
 258     pitch_name_t pitch_name = PITCH_NAME_C;
 259     pitch_t pitch;
 260
 261     if (scherzo->challenge.active)
 262         octave = PITCH_OCTAVE (scherzo->challenge.pitch);
 263     else
 264         octave = scherzo->keyboard_octave;
 265
 266     switch (key->keyval) {
 267     case GDK_KEY_c:
 268     case GDK_KEY_C:
 269         pitch_name = PITCH_NAME_C;
 270         break;
 271     case GDK_KEY_d:
 272     case GDK_KEY_D:
 273         pitch_name = PITCH_NAME_D;
 274         break;
 275     case GDK_KEY_e:
 276     case GDK_KEY_E:
 277         pitch_name = PITCH_NAME_E;
 278         break;
 279     case GDK_KEY_f:
 280     case GDK_KEY_F:
 281         pitch_name = PITCH_NAME_F;
 282         break;
 283     case GDK_KEY_g:
 284     case GDK_KEY_G:
 285         pitch_name = PITCH_NAME_G;
 286         break;
 287     case GDK_KEY_a:
 288     case GDK_KEY_A:
 289         pitch_name = PITCH_NAME_A;
 290         break;
 291     case GDK_KEY_b:
 292     case GDK_KEY_B:
 293         pitch_name = PITCH_NAME_B;
 294         break;
 295     case GDK_KEY_space:
 296         scherzo_release_pedal (scherzo);
 297         break;
 298     }
 299
 300     pitch = PITCH (pitch_name, scherzo->keyboard_accidental, octave);
 301
 302     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 303         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 304     {
 305         scherzo_release_note (scherzo, pitch);
 306         _score_challenge (scherzo);
 307         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 308
 309         return TRUE;
 310     }
 311
 312
 313     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 314     return FALSE;
 315 }
 316
 317 static unsigned char
 318 _pitch_to_midi (pitch_t pitch)
 319 {
 320     int octave = PITCH_OCTAVE (pitch);
 321     unsigned char midi_note = 12 * (octave + 1);
 322
 323     switch (PITCH_NAME (pitch)) {
 324     case PITCH_NAME_C:
 325         break;
 326     case PITCH_NAME_D:
 327         midi_note += 2;
 328         break;
 329     case PITCH_NAME_E:
 330         midi_note += 4;
 331         break;
 332     case PITCH_NAME_F:
 333         midi_note += 5;
 334         break;
 335     case PITCH_NAME_G:
 336         midi_note += 7;
 337         break;
 338     case PITCH_NAME_A:
 339         midi_note += 9;
 340         break;
 341     case PITCH_NAME_B:
 342         midi_note += 11;
 343         break;
 344     }
 345
 346     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 347     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 348         midi_note -= 2;
 349         break;
 350     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 351         midi_note -= 1;
 352         break;
 353     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 354         break;
 355     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 356         midi_note += 1;
 357         break;
 358     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 359         midi_note += 2;
 360         break;
 361     }
 362
 363     return midi_note;
 364 }
 365
 366 /* octave can optionally by NULL */
 367 static pitch_t
 368 _midi_to_pitch (unsigned char midi_note)
 369 {
 370     int octave = octave = midi_note / 12 - 1;
 371
 372     switch (midi_note % 12)
 373     {
 374     default:
 375     case 0:
 376         return PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave);
 377         break;
 378     case 1:
 379         return PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave);
 380         break;
 381     case 2:
 382         return PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave);
 383         break;
 384     case 3:
 385         return PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave);
 386         break;
 387     case 4:
 388         return PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave);
 389         break;
 390     case 5:
 391         return PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave);
 392         break;
 393     case 6:
 394         return PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave);
 395         break;
 396     case 7:
 397         return PITCH_LITERAL (G, NATURAL, octave);
 398         break;
 399     case 8:
 400         return PITCH_LITERAL (G, SHARP, octave);
 401         break;
 402     case 9:
 403         return PITCH_LITERAL (A, NATURAL, octave);
 404         break;
 405     case 10:
 406         return PITCH_LITERAL (A, SHARP, octave);
 407         break;
 408     case 11:
 409         return PITCH_LITERAL (B, NATURAL, octave);
 410         break;
 411     }
 412 }
 413
 414 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 415
 416 typedef struct analyzed_pitch {
 417     /* Original note being analzyed. */
 418     pitch_t pitch;
 419
 420     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 421     int midi_pitch;
 422
 423     /* Pitch relative to bass note. */
 424     int relative_pitch;
 425 } analyzed_pitch_t;
 426
 427 static int
 428 _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 429 {
 430     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 431
 432     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 433 }
 434
 435 static int
 436 _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 437 {
 438     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 439
 440     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 441 }
 442
 443 typedef struct modified_degree
 444 {
 445     int degree;
 446     int modification;
 447 } modified_degree_t;
 448
 449 static int
 450 _modified_degree_to_half_steps (const modified_degree_t *degree)
 451 {
 452     int half_steps;
 453     int scale_degree = degree->degree;
 454
 455     /* Restrict to actual degrees within a scale. */
 456     if (scale_degree > 7)
 457         scale_degree = (scale_degree % 8) + 1;
 458
 459     /* Number of half steps from root to specified degree within a
 460      * diatonic scale. */
 461     switch (scale_degree) {
 462     case 1:
 463         half_steps = 0;
 464         break;
 465     case 2:
 466         half_steps = 2;
 467         break;
 468     case 3:
 469         half_steps = 4;
 470         break;
 471     case 4:
 472         half_steps = 5;
 473         break;
 474     case 5:
 475         half_steps = 7;
 476         break;
 477     case 6:
 478         half_steps = 9;
 479         break;
 480     case 7:
 481         half_steps = 11;
 482         break;
 483     default:
 484         fprintf (stderr, "Internal: Invalid degree %d\n", degree->degree);
 485         exit (1);
 486         break;
 487     }
 488
 489     return half_steps + degree->modification;
 490 }
 491
 492 /* Number of half steps from 'root' up to 'pitch' (that is, counting
 493  * the steps up a chromatic scale), within the same octave. */
 494 static int
 495 _pitch_from_root_in_half_steps (pitch_t pitch, pitch_t root)
 496 {
 497     int root_midi = _pitch_to_midi (root);
 498     int pitch_midi = _pitch_to_midi (pitch);
 499
 500     while (pitch_midi < root_midi)
 501         pitch_midi += 12;
 502
 503     return (pitch_midi - root_midi) % 12;
 504 }
 505
 506 static int
 507 _chord_signature_matches (analyzed_pitch_t *pitches,
 508                           int num_pitches,
 509                           modified_degree_t *degrees,
 510                           int num_degrees,
 511                           int inversion,
 512                           pitch_t *root)
 513 {
 514 #define MAX_DEGREES 6
 515     int relative_pitches[MAX_DEGREES];
 516     int i, root_index;
 517
 518     assert (num_degrees <= MAX_DEGREES);
 519
 520     if (num_pitches != num_degrees)
 521         return 0;
 522
 523     if (inversion >= num_degrees)
 524         return 0;
 525
 526     /* We never spell simple intervals as inversions. */
 527     if (num_degrees == 2 && inversion > 0)
 528         return 0;
 529
 530     for (i = 0; i < num_degrees; i++) {
 531         /* The num_degrees is in the addition just to ensure all
 532          * inputs to the modulus operator remain positive. */
 533         int index = (i + num_degrees - inversion) % num_degrees;
 534
 535         /* Again, adding a 12 to keep things positive. */
 536         relative_pitches[index] =
 537             (12 +
 538              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[i]) -
 539              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[inversion])) % 12;
 540
 541     }
 542
 543     for (i = 0; i < num_pitches; i++)
 544         if (pitches[i].relative_pitch != relative_pitches[i])
 545             return 0;
 546
 547     root_index = (num_pitches - inversion) % num_pitches;
 548     *root = pitches[root_index].pitch;
 549
 550     return 1;
 551 }
 552
 553 static const char *
 554 _pitch_str (pitch_t pitch)
 555 {
 556     static char double_flat[] = "X𝄫";
 557     static char flat[] = "X♭";
 558     static char natural[] = "X";
 559     static char sharp[] = "X♯";
 560     static char double_sharp[] = "X𝄪";
 561     char *ret;
 562
 563     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 564     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 565         ret = double_flat;
 566         break;
 567     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 568         ret = flat;
 569         break;
 570     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 571         ret = natural;
 572         break;
 573     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 574         ret = sharp;
 575         break;
 576     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 577         ret = double_sharp;
 578         break;
 579     }
 580
 581     switch (PITCH_NAME(pitch)) {
 582     case PITCH_NAME_C:
 583         ret[0] = 'C';
 584         break;
 585     case PITCH_NAME_D:
 586         ret[0] = 'D';
 587         break;
 588     case PITCH_NAME_E:
 589         ret[0] = 'E';
 590         break;
 591     case PITCH_NAME_F:
 592         ret[0] = 'F';
 593         break;
 594     case PITCH_NAME_G:
 595         ret[0] = 'G';
 596         break;
 597     case PITCH_NAME_A:
 598         ret[0] = 'A';
 599         break;
 600     case PITCH_NAME_B:
 601         ret[0] = 'B';
 602         break;
 603     }
 604
 605     return ret;
 606 }
 607
 608 typedef struct chord_signature
 609 {
 610     int num_degrees;
 611     modified_degree_t degrees[MAX_DEGREES];
 612     const char *name;
 613 } chord_signature_t;
 614
 615 /* XXX: The superscript rise value should be relative to the current
 616  * font size. Best would be for pango to support this. See:
 617  *
 618  * https://bugzilla.gnome.org/show_bug.cgi?id=708780
 619  *
 620  * For now, these are emipirically-derived values that look reasonable
 621  * at the default size that score.c is using to draw the staff. If the
 622  * user scales the staff up or down then these will look wrong.
 623  */
 624
 625 #define SUP "<span font='33' rise='30000'>"
 626 #define PUS "</span>"
 627
 628 chord_signature_t signatures[] = {
 629     /* Octave */
 630     { 1, {{1, 0}}, "P8" },
 631
 632     /* Intervals */
 633     { 2, {{1, 0}, {2, -1}}, "m2" },
 634     { 2, {{1, 0}, {2,  0}}, "M2" },
 635     { 2, {{1, 0}, {3, -1}}, "m3" },
 636     { 2, {{1, 0}, {3,  0}}, "M3" },
 637     { 2, {{1, 0}, {4,  0}}, "P4" },
 638     { 2, {{1, 0}, {5, -1}}, "Tri-tone" },
 639     { 2, {{1, 0}, {5,  0}}, "P5" },
 640     { 2, {{1, 0}, {6, -1}}, "m6" },
 641     { 2, {{1, 0}, {6,  0}}, "M6" },
 642     { 2, {{1, 0}, {7, -1}}, "m7" },
 643     { 2, {{1, 0}, {7,  0}}, "M7" },
 644
 645     /* Triads */
 646     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}}, "sus" },
 647     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}}, SUP "+" PUS },
 648     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}}, "" },
 649     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}}, "m" },
 650     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}}, "°" },
 651     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}}, "msus2" },
 652
 653     /* Seventh chords with no 3rd */
 654     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 655     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 656     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 657     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 658     { 3, {{1, 0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 659
 660     /* Seventh chords with no 5th */
 661     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 662     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 663     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 664     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7, -1}}, "7" },
 665     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 666     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m7" },
 667     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 668     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 669
 670     /* Sixth chords */
 671     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6sus" },
 672     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6" }, /* Ambiguous with m7 */
 673     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6" },
 674     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6sus2" },
 675
 676     /* Seventh chords */
 677     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS "sus" },
 678     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS "sus" },
 679     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 680     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 681     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5sus" },
 682     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 683     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 684     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 685     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 686     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 687     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 688     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7" },
 689     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS },
 690     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS },
 691     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS },
 692     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 693     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 694     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS "sus2" },
 695     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS "sus2" },
 696     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS "sus2" }, /* Ambiguous with 7 */
 697
 698     /* The sorting for chords with degree higher than 9 is funny
 699      * to keep the array in degree order after reducing each
 700      * degree to an actual scale degree, (9 -> 2, 11 -> 4, 13 ->
 701      * 6) */
 702
 703     /* Ninth chords voiced with no 5th */
 704     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 705     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 706     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 707     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7, -1}}, "9" },
 708     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 709     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m9" },
 710     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {7, -1}}, "m♭9" },
 711     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/9" },
 712     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 713
 714     /* Sixth plus 9 */
 715     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6/9" },
 716     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/9" },
 717     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 718
 719     /* Seventh plus altered 9 */
 720     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♯9" },
 721     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♭9" },
 722     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♯9" },
 723     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♭9" },
 724
 725     /* Ninth chords */
 726     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS "sus" },
 727     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS "sus" },
 728     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 729     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 730     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS },
 731     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS },
 732     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 733     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9" },
 734     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 735     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m9" },
 736     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m♭9" },
 737     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "M9" SUP "♭5" PUS },
 738     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "9" SUP "♭5" PUS },
 739     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9♭5" PUS },
 740     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "9" PUS },
 741     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "♭9" PUS },
 742     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "9" PUS },
 743     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "♭9" PUS },
 744
 745     /* Eleventh chords */
 746     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M11" PUS },
 747     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+11" PUS },
 748     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M11" },
 749     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "11" },
 750     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M11" PUS },
 751     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m11" },
 752     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "11" PUS },
 753     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "11" PUS }
 754 };
 755
 756 static void
 757 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (pitch_t *pitch,
 758                                                pitch_t root,
 759                                                modified_degree_t *degree)
 760 {
 761     pitch_name_t name = PITCH_NAME (*pitch);
 762     pitch_accidental_t accidental = PITCH_ACCIDENTAL (*pitch);
 763     int octave = PITCH_OCTAVE (*pitch);
 764     int degree_zero_based = (degree->degree - 1) % 7;
 765     int degree_delta;
 766
 767     int note_degree_zero_based = name - PITCH_NAME (root);
 768     if (note_degree_zero_based < 0)
 769         note_degree_zero_based += 7;
 770
 771     if (note_degree_zero_based == degree_zero_based)
 772         return;
 773
 774     degree_delta = note_degree_zero_based - degree_zero_based;
 775     if (degree_delta > 3)
 776         degree_delta = - (7 - degree_delta);
 777     if (degree_delta < -3)
 778         degree_delta = - (-7 - degree_delta);
 779
 780     if (abs (degree_delta) != 1) {
 781         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot adjust a note more than one degree (%d vs. %d).\n", note_degree_zero_based + 1, degree->degree);
 782         exit (1);
 783     }
 784
 785     if (degree_delta == -1) {
 786         if (name == PITCH_NAME_B) {
 787             name = PITCH_NAME_C;
 788             octave++;
 789         } else {
 790             name++;
 791         }
 792         switch (name) {
 793         case PITCH_NAME_D:
 794         case PITCH_NAME_E:
 795         case PITCH_NAME_G:
 796         case PITCH_NAME_A:
 797         case PITCH_NAME_B:
 798             accidental -= 2;
 799             break;
 800         case PITCH_NAME_C:
 801         case PITCH_NAME_F:
 802             accidental -= 1;
 803             break;
 804         }
 805     }
 806
 807     if (degree_delta == +1) {
 808         if (name == PITCH_NAME_C) {
 809             name = PITCH_NAME_B;
 810             octave--;
 811         } else {
 812             name--;
 813         }
 814         switch (name) {
 815         case PITCH_NAME_C:
 816         case PITCH_NAME_D:
 817         case PITCH_NAME_F:
 818         case PITCH_NAME_G:
 819         case PITCH_NAME_A:
 820             accidental += 2;
 821             break;
 822         case PITCH_NAME_E:
 823         case PITCH_NAME_B:
 824             accidental += 1;
 825         }
 826     }
 827
 828     if (accidental < 0 || accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP) {
 829         fprintf (stderr, "Internal error: Trying to adjust an accidental out of range (degree_delta == %d (%d - %d), new accidental == %d).\n", degree_delta, note_degree_zero_based, degree_zero_based, accidental);
 830         exit (1);
 831     }
 832
 833     *pitch = PITCH (name, accidental, octave);
 834 }
 835
 836 static void
 837 _spell_chord_by_signature (pitch_group_t *chord,
 838                            int num_notes,
 839                            chord_signature_t *signature,
 840                            pitch_t root)
 841 {
 842     int i, degree, note_half_steps, degree_half_steps;
 843     int root_midi;
 844
 845     /* Sanitize root to eliminate things like double-flats,
 846      * double-sharps, Cb, E#, etc. */
 847     root_midi = _pitch_to_midi (root);
 848     root = _midi_to_pitch (root_midi);
 849
 850     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 851         note_half_steps = _pitch_from_root_in_half_steps (chord->pitches[i],
 852                                                           root);
 853         for (degree = 0; degree < signature->num_degrees; degree++) {
 854             degree_half_steps = _modified_degree_to_half_steps (&signature->degrees[degree]);
 855             if (note_half_steps == degree_half_steps) {
 856                 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (&chord->pitches[i],
 857                                                                root,
 858                                                                &signature->degrees[degree]);
 859                 break;
 860             }
 861         }
 862         if (note_half_steps != degree_half_steps) {
 863             fprintf (stderr, "Internal error: Chord and degree mis-match\n");
 864             exit (1);
 865         }
 866     }
 867 }
 868
 869 static void
 870 scherzo_analyze_chord (scherzo_t *scherzo)
 871 {
 872     void *local = talloc_new (NULL);
 873     analyzed_pitch_t *pitches;
 874     pitch_group_t *pitch_group;
 875     unsigned i, j, num_pitches;
 876     int bass_pitch, inversion;
 877     pitch_t root;
 878     chord_signature_t *match = NULL;
 879     char *chord_name;
 880
 881     if (scherzo->pedal_pressed)
 882         pitch_group = &scherzo->notes_pedaled;
 883     else
 884         pitch_group = &scherzo->notes_pressed;
 885
 886     num_pitches = pitch_group->num_pitches;
 887
 888     if (scherzo->chord) {
 889         score_remove_chord (scherzo->chord);
 890         scherzo->chord = NULL;
 891     }
 892
 893     if (num_pitches <= 1)
 894         goto DONE;
 895
 896     pitches = talloc_array (local, analyzed_pitch_t, num_pitches);
 897     if (pitches == NULL)
 898         goto DONE;
 899
 900     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 901         pitch_t pitch = pitch_group->pitches[i];
 902         pitches[i].pitch = pitch;
 903         pitches[i].midi_pitch = _pitch_to_midi (pitch);
 904         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 905         pitches[i].relative_pitch = 0;
 906     }
 907
 908     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 909     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 910            _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch);
 911
 912     bass_pitch = pitches[0].midi_pitch;
 913
 914     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 915     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 916         pitches[i].relative_pitch = pitches[i].midi_pitch - bass_pitch;
 917         while (pitches[i].relative_pitch >= 12)
 918             pitches[i].relative_pitch -= 12;
 919     }
 920
 921     /* Now, sort again by relative pitch. */
 922     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 923            _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch);
 924
 925     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 926     for (i = 0; i < num_pitches - 1; i++) {
 927             if (pitches[i+1].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch) {
 928                     j = i+1;
 929                     while (j < num_pitches &&
 930                            pitches[j].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch)
 931                     {
 932                             j++;
 933                     }
 934                     /* The loop incremented j one past the last
 935                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 936                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 937                      * the array bounds).*/
 938                     j--;
 939
 940                     if (j < num_pitches - 1) {
 941                             memmove (&pitches[i+1], &pitches[j+1],
 942                                      (num_pitches - j) * sizeof (analyzed_pitch_t));
 943                     }
 944
 945                     num_pitches -= (j - i);
 946             }
 947     }
 948
 949     for (inversion = 0; inversion < 4; inversion++) {
 950         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (signatures); i++) {
 951             if (_chord_signature_matches (pitches, num_pitches,
 952                                           signatures[i].degrees,
 953                                           signatures[i].num_degrees,
 954                                           inversion, &root))
 955             {
 956                 match = &signatures[i];
 957                 goto HAVE_MATCH;
 958             }
 959         }
 960     }
 961 HAVE_MATCH:
 962
 963     chord_name = (char *) signatures[i].name;
 964
 965     if (match) {
 966         /* Don't print root pitch for octaves and inversions,
 967          * (since a pitch name alone looks like a major triad) */
 968         if (num_pitches < 3) {
 969             chord_name = talloc_strdup (local, chord_name);
 970         } else {
 971             chord_name = talloc_asprintf (local, "%s%s",
 972                                           _pitch_str (root),
 973                                           chord_name);
 974         }
 975
 976         _spell_chord_by_signature (pitch_group, num_pitches,
 977                                    match, root);
 978     } else {
 979         chord_name = talloc_strdup (local, "?");
 980     }
 981
 982     scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
 983
 984 DONE:
 985     talloc_free (local);
 986 }
 987
 988 static void
 989 pitch_group_init (void *ctx, pitch_group_t *group)
 990 {
 991     group->ctx = ctx;
 992     group->pitches = NULL;
 993     group->size = 0;
 994     group->num_pitches = 0;
 995 }
 996
 997 static void
 998 pitch_group_add_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
 999 {
1000     int i;
1001
1002     /* Do nothing if pitch is already in group. */
1003     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1004         if (group->pitches[i] == pitch)
1005             return;
1006
1007     group->num_pitches++;
1008
1009     if (group->num_pitches > group->size) {
1010         group->size++;
1011         group->pitches = talloc_realloc (group->ctx, group->pitches,
1012                                          pitch_t, group->size);
1013
1014         if (group->pitches == NULL) {
1015             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1016             exit (1);
1017         }
1018     }
1019
1020     group->pitches[group->num_pitches - 1] = pitch;
1021 }
1022
1023 static void
1024 pitch_group_remove_pitch_at (pitch_group_t *group, int i)
1025 {
1026     if (i > group->num_pitches) {
1027         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot remove pitch %d from group with only %d %s\n",
1028                  i, group->num_pitches,
1029                  group->num_pitches == 1 ? "pitch" : "pitches");
1030         exit (1);
1031     }
1032
1033     if (i < group->num_pitches - 1) {
1034         memmove (group->pitches + i, group->pitches + i + 1,
1035                  (group->num_pitches - 1 - i) * sizeof (pitch_t));
1036     }
1037
1038     group->num_pitches--;
1039 }
1040
1041 static void
1042 pitch_group_remove_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1043 {
1044     int i;
1045
1046     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1047         if (group->pitches[i] == pitch)
1048             pitch_group_remove_pitch_at (group, i);
1049 }
1050
1051 static void
1052 scherzo_update_notes_and_chord (scherzo_t *scherzo)
1053 {
1054     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0 &&
1055         scherzo->notes_pedaled.num_pitches == 0)
1056     {
1057         score_remove_notes (scherzo->score);
1058
1059         if (scherzo->chord)
1060             score_remove_chord (scherzo->chord);
1061
1062         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1063     }
1064 }
1065
1066 static void
1067 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1068 {
1069     int i;
1070
1071     /* Do nothing if this note is already pressed. */
1072     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1073         if (scherzo->notes_pressed.pitches[i] == pitch)
1074             return;
1075
1076     pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1077
1078     if (scherzo->pedal_pressed)
1079         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, pitch);
1080
1081     /* Remove all notes from score, then add current notes. */
1082     score_remove_notes (scherzo->score);
1083
1084     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1085     {
1086         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pressed.pitches[i],
1087                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1088     }
1089
1090     for (i = 0; i < scherzo->notes_pedaled.num_pitches; i++)
1091     {
1092         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pedaled.pitches[i],
1093                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1094     }
1095
1096     scherzo_analyze_chord (scherzo);
1097 }
1098
1099 static void
1100 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1101 {
1102     pitch_group_remove_pitch (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1103
1104     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0)
1105         scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1106 }
1107
1108 static pitch_t
1109 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1110 {
1111     pitch_t pitch = _midi_to_pitch (midi_note);
1112
1113     scherzo_press_note (scherzo, pitch);
1114
1115     return pitch;
1116 }
1117
1118 static void
1119 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1120 {
1121     scherzo_release_note (scherzo, _midi_to_pitch (midi_note));
1122 }
1123
1124 static void
1125 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
1126 {
1127     int i;
1128
1129     scherzo->pedal_pressed = 1;
1130
1131     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
1132     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1133         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.pitches[i]);
1134 }
1135
1136 static void
1137 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
1138 {
1139     int i;
1140
1141     /* Remove all previously pedaled notes. */
1142     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_pitches - 1; i >=0; i--)
1143         pitch_group_remove_pitch_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
1144
1145     scherzo->pedal_pressed = 0;
1146
1147     scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1148 }
1149
1150 void
1151 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
1152 {
1153     category_t *category_unused;
1154     bool_t introduced_unused;
1155     item_t *item;
1156     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1157     pitch_name_t pitch_name;
1158     int octave;
1159     char *s;
1160
1161     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
1162                         &challenge->bin,
1163                         &challenge->item_index,
1164                         &category_unused,
1165                         &introduced_unused);
1166
1167     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
1168
1169     s = item->challenge;
1170     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
1171         s += 7;
1172         challenge->staff = scherzo->treble;
1173     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
1174         s += 5;
1175         challenge->staff = scherzo->bass;
1176     } else {
1177         fprintf (stderr,
1178                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
1179                  s);
1180         exit (1);
1181     }
1182
1183     switch (*s) {
1184     case 'C':
1185         pitch_name = PITCH_NAME_C;
1186         break;
1187     case 'D':
1188         pitch_name = PITCH_NAME_D;
1189         break;
1190     case 'E':
1191         pitch_name = PITCH_NAME_E;
1192         break;
1193     case 'F':
1194         pitch_name = PITCH_NAME_F;
1195         break;
1196     case 'G':
1197         pitch_name = PITCH_NAME_G;
1198         break;
1199     case 'A':
1200         pitch_name = PITCH_NAME_A;
1201         break;
1202     case 'B':
1203         pitch_name = PITCH_NAME_B;
1204         break;
1205     default:
1206         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
1207         exit (1);
1208     }
1209     s++;
1210
1211     if (*s < '0' || *s > '9') {
1212         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
1213         exit (1);
1214     }
1215
1216     octave = *s - '0';
1217
1218     challenge->pitch = PITCH (pitch_name, PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL, octave);
1219
1220     challenge->active = 1;
1221     challenge->satisfied = 0;
1222     challenge->mistaken = 0;
1223 }
1224
1225 /* Determine whether the user hit the correct note. */
1226 static void
1227 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1228 {
1229     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1230
1231     if (! challenge->active)
1232         return;
1233
1234     if (pitch == challenge->pitch)
1235         challenge->satisfied = 1;
1236     else
1237         challenge->mistaken = 1;
1238 }
1239
1240 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
1241  * mnemon and show the next note. */
1242 static void
1243 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
1244 {
1245     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1246
1247     if (! challenge->active)
1248         return;
1249
1250     if (! challenge->satisfied)
1251         return;
1252
1253     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
1254                        ! challenge->mistaken);
1255
1256     _select_challenge (scherzo);
1257 }
1258
1259 static int
1260 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
1261                unused (GIOCondition condition),
1262                void *user_data)
1263 {
1264     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
1265     scherzo_t *scherzo = user_data;
1266     ssize_t remaining;
1267     snd_seq_event_t event;
1268     pitch_t pitch;
1269     int need_redraw = FALSE;
1270
1271     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
1272
1273     next = buf;
1274     while (remaining) {
1275         long consumed;
1276
1277         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
1278                                           next, remaining, &event);
1279
1280         remaining -= consumed;
1281         next += consumed;
1282
1283         switch (event.type) {
1284         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
1285             /* Incomplete event. Nothing to do. */
1286             break;
1287         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
1288             pitch = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1289             _judge_pitch (scherzo, pitch);
1290             need_redraw = TRUE;
1291             break;
1292         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
1293             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1294             _score_challenge (scherzo);
1295             need_redraw = TRUE;
1296             break;
1297         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
1298             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1299             break;
1300         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
1301             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1302             break;
1303         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
1304             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
1305              * that universal? */
1306             if (event.data.control.param == 64) {
1307                 if (event.data.control.value == 0)
1308                     scherzo_release_pedal (scherzo);
1309                 else
1310                     scherzo_press_pedal (scherzo);
1311             } else {
1312                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
1313                          event.data.control.param, event.data.control.value);
1314             }
1315             break;
1316         default:
1317             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
1318                      event.type);
1319             break;
1320         }
1321     }
1322
1323     if (need_redraw)
1324         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1325
1326     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
1327     return TRUE;
1328 }
1329
1330 int
1331 main (int argc, char *argv[])
1332 {
1333     GtkWidget *drawing_area;
1334     scherzo_t scherzo;
1335     int err;
1336
1337     srand (time (NULL));
1338
1339     gtk_init (&argc, &argv);
1340
1341     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
1342
1343     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
1344     scherzo.staff_height = 100;
1345     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
1346
1347     score_add_brace (scherzo.score, 2);
1348     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
1349     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
1350
1351     scherzo.chord = NULL;
1352
1353     /* Default to octave 4 and natural for computer keyboard keypresses. */
1354     scherzo.keyboard_octave = 4;
1355     scherzo.keyboard_accidental = PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL;
1356
1357     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
1358     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
1359
1360     scherzo.pedal_pressed = 0;
1361
1362     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
1363     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
1364     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
1365
1366     scherzo.challenge.active = 0;
1367 /*
1368     _select_challenge (&scherzo);
1369 */
1370
1371     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
1372     if (err) {
1373         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1374         return 1;
1375     }
1376
1377 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1378     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1379     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1380         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1381     } else {
1382         GIOChannel *channel;
1383
1384         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1385         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1386         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1387     }
1388
1389     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1390
1391     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1392
1393     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1394                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1395
1396     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1397
1398     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1399
1400     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1401                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1402                       &scherzo);
1403
1404     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1405                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1406                       &scherzo);
1407
1408     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1409                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1410                       &scherzo);
1411
1412     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1413
1414     gtk_main ();
1415
1416     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1417
1418     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1419
1420     talloc_free (scherzo.ctx);
1421
1422     return 0;
1423 }