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) ((int) (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 /* Return true if 'a' and 'b' sound identical, (even if spelled differently)
 415  *
 416  * This comparison considers octaves as significant. So Bb and A# in
 417  * the same octave are considered enharmonic, but Bb and A# in
 418  * different octaves are not. */
 419 static int
 420 _pitches_are_enharmonic (pitch_t a, pitch_t b)
 421 {
 422     return _pitch_to_midi (a) == _pitch_to_midi (b);
 423 }
 424
 425 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 426
 427 typedef struct analyzed_pitch {
 428     /* Original note being analzyed. */
 429     pitch_t pitch;
 430
 431     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 432     int midi_pitch;
 433
 434     /* Pitch relative to bass note. */
 435     int relative_pitch;
 436 } analyzed_pitch_t;
 437
 438 static int
 439 _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 440 {
 441     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 442
 443     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 444 }
 445
 446 static int
 447 _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 448 {
 449     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 450
 451     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 452 }
 453
 454 typedef struct modified_degree
 455 {
 456     int degree;
 457     int modification;
 458 } modified_degree_t;
 459
 460 static int
 461 _modified_degree_to_half_steps (const modified_degree_t *degree)
 462 {
 463     int half_steps;
 464     int scale_degree = degree->degree;
 465
 466     /* Restrict to actual degrees within a scale. */
 467     if (scale_degree > 7)
 468         scale_degree = (scale_degree % 8) + 1;
 469
 470     /* Number of half steps from root to specified degree within a
 471      * diatonic scale. */
 472     switch (scale_degree) {
 473     case 1:
 474         half_steps = 0;
 475         break;
 476     case 2:
 477         half_steps = 2;
 478         break;
 479     case 3:
 480         half_steps = 4;
 481         break;
 482     case 4:
 483         half_steps = 5;
 484         break;
 485     case 5:
 486         half_steps = 7;
 487         break;
 488     case 6:
 489         half_steps = 9;
 490         break;
 491     case 7:
 492         half_steps = 11;
 493         break;
 494     default:
 495         fprintf (stderr, "Internal: Invalid degree %d\n", degree->degree);
 496         exit (1);
 497         break;
 498     }
 499
 500     return half_steps + degree->modification;
 501 }
 502
 503 /* Number of half steps from 'root' up to 'pitch' (that is, counting
 504  * the steps up a chromatic scale), within the same octave. */
 505 static int
 506 _pitch_from_root_in_half_steps (pitch_t pitch, pitch_t root)
 507 {
 508     int root_midi = _pitch_to_midi (root);
 509     int pitch_midi = _pitch_to_midi (pitch);
 510
 511     while (pitch_midi < root_midi)
 512         pitch_midi += 12;
 513
 514     return (pitch_midi - root_midi) % 12;
 515 }
 516
 517 static int
 518 _chord_signature_matches (analyzed_pitch_t *pitches,
 519                           int num_pitches,
 520                           modified_degree_t *degrees,
 521                           int num_degrees,
 522                           int inversion,
 523                           pitch_t *root)
 524 {
 525 #define MAX_DEGREES 6
 526     int relative_pitches[MAX_DEGREES];
 527     int i, root_index;
 528
 529     assert (num_degrees <= MAX_DEGREES);
 530
 531     if (num_pitches != num_degrees)
 532         return 0;
 533
 534     if (inversion >= num_degrees)
 535         return 0;
 536
 537     /* We never spell simple intervals as inversions. */
 538     if (num_degrees == 2 && inversion > 0)
 539         return 0;
 540
 541     for (i = 0; i < num_degrees; i++) {
 542         /* The num_degrees is in the addition just to ensure all
 543          * inputs to the modulus operator remain positive. */
 544         int index = (i + num_degrees - inversion) % num_degrees;
 545
 546         /* Again, adding a 12 to keep things positive. */
 547         relative_pitches[index] =
 548             (12 +
 549              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[i]) -
 550              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[inversion])) % 12;
 551
 552     }
 553
 554     for (i = 0; i < num_pitches; i++)
 555         if (pitches[i].relative_pitch != relative_pitches[i])
 556             return 0;
 557
 558     root_index = (num_pitches - inversion) % num_pitches;
 559     *root = pitches[root_index].pitch;
 560
 561     return 1;
 562 }
 563
 564 static const char *
 565 _pitch_str (pitch_t pitch)
 566 {
 567     static char double_flat[] = "X𝄫";
 568     static char flat[] = "X♭";
 569     static char natural[] = "X";
 570     static char sharp[] = "X♯";
 571     static char double_sharp[] = "X𝄪";
 572     char *ret;
 573
 574     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 575     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 576         ret = double_flat;
 577         break;
 578     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 579         ret = flat;
 580         break;
 581     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 582         ret = natural;
 583         break;
 584     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 585         ret = sharp;
 586         break;
 587     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 588         ret = double_sharp;
 589         break;
 590     }
 591
 592     switch (PITCH_NAME(pitch)) {
 593     case PITCH_NAME_C:
 594         ret[0] = 'C';
 595         break;
 596     case PITCH_NAME_D:
 597         ret[0] = 'D';
 598         break;
 599     case PITCH_NAME_E:
 600         ret[0] = 'E';
 601         break;
 602     case PITCH_NAME_F:
 603         ret[0] = 'F';
 604         break;
 605     case PITCH_NAME_G:
 606         ret[0] = 'G';
 607         break;
 608     case PITCH_NAME_A:
 609         ret[0] = 'A';
 610         break;
 611     case PITCH_NAME_B:
 612         ret[0] = 'B';
 613         break;
 614     }
 615
 616     return ret;
 617 }
 618
 619 typedef struct chord_signature
 620 {
 621     int num_degrees;
 622     modified_degree_t degrees[MAX_DEGREES];
 623     const char *name;
 624 } chord_signature_t;
 625
 626 /* XXX: The superscript rise value should be relative to the current
 627  * font size. Best would be for pango to support this. See:
 628  *
 629  * https://bugzilla.gnome.org/show_bug.cgi?id=708780
 630  *
 631  * For now, these are emipirically-derived values that look reasonable
 632  * at the default size that score.c is using to draw the staff. If the
 633  * user scales the staff up or down then these will look wrong.
 634  */
 635
 636 #define SUP "<span font='33' rise='30000'>"
 637 #define PUS "</span>"
 638
 639 chord_signature_t signatures[] = {
 640     /* Octave */
 641     { 1, {{1, 0}}, "P8" },
 642
 643     /* Intervals */
 644     { 2, {{1, 0}, {2, -1}}, "m2" },
 645     { 2, {{1, 0}, {2,  0}}, "M2" },
 646     { 2, {{1, 0}, {3, -1}}, "m3" },
 647     { 2, {{1, 0}, {3,  0}}, "M3" },
 648     { 2, {{1, 0}, {4,  0}}, "P4" },
 649     { 2, {{1, 0}, {5, -1}}, "Tri-tone" },
 650     { 2, {{1, 0}, {5,  0}}, "P5" },
 651     { 2, {{1, 0}, {6, -1}}, "m6" },
 652     { 2, {{1, 0}, {6,  0}}, "M6" },
 653     { 2, {{1, 0}, {7, -1}}, "m7" },
 654     { 2, {{1, 0}, {7,  0}}, "M7" },
 655
 656     /* Triads */
 657     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}}, "sus" },
 658     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}}, SUP "+" PUS },
 659     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}}, "" },
 660     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}}, "m" },
 661     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}}, "°" },
 662     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}}, "msus2" },
 663
 664     /* Seventh chords with no 3rd */
 665     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 666     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 667     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 668     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 669     { 3, {{1, 0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 670
 671     /* Seventh chords with no 5th */
 672     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 673     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 674     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 675     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7, -1}}, "7" },
 676     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 677     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m7" },
 678     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 679     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 680
 681     /* Sixth chords */
 682     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6sus" },
 683     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6" }, /* Ambiguous with m7 */
 684     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6" },
 685     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6sus2" },
 686
 687     /* Seventh chords */
 688     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS "sus" },
 689     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS "sus" },
 690     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 691     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 692     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5sus" },
 693     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 694     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 695     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 696     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 697     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 698     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 699     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7" },
 700     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS },
 701     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS },
 702     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS },
 703     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 704     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 705     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS "sus2" },
 706     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS "sus2" },
 707     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS "sus2" }, /* Ambiguous with 7 */
 708
 709     /* The sorting for chords with degree higher than 9 is funny
 710      * to keep the array in degree order after reducing each
 711      * degree to an actual scale degree, (9 -> 2, 11 -> 4, 13 ->
 712      * 6) */
 713
 714     /* Ninth chords voiced with no 5th */
 715     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 716     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 717     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 718     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7, -1}}, "9" },
 719     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 720     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m9" },
 721     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {7, -1}}, "m♭9" },
 722     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/9" },
 723     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 724
 725     /* Sixth plus 9 */
 726     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6/9" },
 727     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/9" },
 728     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 729
 730     /* Seventh plus altered 9 */
 731     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♯9" },
 732     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♭9" },
 733     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♯9" },
 734     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♭9" },
 735
 736     /* Ninth chords */
 737     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS "sus" },
 738     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS "sus" },
 739     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 740     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 741     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS },
 742     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS },
 743     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 744     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9" },
 745     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 746     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m9" },
 747     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m♭9" },
 748     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "M9" SUP "♭5" PUS },
 749     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "9" SUP "♭5" PUS },
 750     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9♭5" PUS },
 751     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "9" PUS },
 752     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "♭9" PUS },
 753     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "9" PUS },
 754     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "♭9" PUS },
 755
 756     /* Eleventh chords */
 757     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M11" PUS },
 758     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+11" PUS },
 759     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M11" },
 760     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "11" },
 761     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M11" PUS },
 762     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m11" },
 763     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "11" PUS },
 764     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "11" PUS }
 765 };
 766
 767 static void
 768 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (pitch_t *pitch,
 769                                                pitch_t root,
 770                                                modified_degree_t *degree)
 771 {
 772     pitch_name_t name = PITCH_NAME (*pitch);
 773     pitch_accidental_t accidental = PITCH_ACCIDENTAL (*pitch);
 774     int octave = PITCH_OCTAVE (*pitch);
 775     int degree_zero_based = (degree->degree - 1) % 7;
 776     int degree_delta;
 777
 778     int note_degree_zero_based = name - PITCH_NAME (root);
 779     if (note_degree_zero_based < 0)
 780         note_degree_zero_based += 7;
 781
 782     if (note_degree_zero_based == degree_zero_based)
 783         return;
 784
 785     degree_delta = note_degree_zero_based - degree_zero_based;
 786     if (degree_delta > 3)
 787         degree_delta = - (7 - degree_delta);
 788     if (degree_delta < -3)
 789         degree_delta = - (-7 - degree_delta);
 790
 791     if (abs (degree_delta) != 1) {
 792         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot adjust a note more than one degree (%d vs. %d).\n", note_degree_zero_based + 1, degree->degree);
 793         exit (1);
 794     }
 795
 796     if (degree_delta == -1) {
 797         if (name == PITCH_NAME_B) {
 798             name = PITCH_NAME_C;
 799             octave++;
 800         } else {
 801             name++;
 802         }
 803         switch (name) {
 804         case PITCH_NAME_D:
 805         case PITCH_NAME_E:
 806         case PITCH_NAME_G:
 807         case PITCH_NAME_A:
 808         case PITCH_NAME_B:
 809             accidental -= 2;
 810             break;
 811         case PITCH_NAME_C:
 812         case PITCH_NAME_F:
 813             accidental -= 1;
 814             break;
 815         }
 816     }
 817
 818     if (degree_delta == +1) {
 819         if (name == PITCH_NAME_C) {
 820             name = PITCH_NAME_B;
 821             octave--;
 822         } else {
 823             name--;
 824         }
 825         switch (name) {
 826         case PITCH_NAME_C:
 827         case PITCH_NAME_D:
 828         case PITCH_NAME_F:
 829         case PITCH_NAME_G:
 830         case PITCH_NAME_A:
 831             accidental += 2;
 832             break;
 833         case PITCH_NAME_E:
 834         case PITCH_NAME_B:
 835             accidental += 1;
 836         }
 837     }
 838
 839     if (accidental < 0 || accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP) {
 840         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);
 841         exit (1);
 842     }
 843
 844     *pitch = PITCH (name, accidental, octave);
 845 }
 846
 847 static void
 848 _spell_chord_by_signature (pitch_group_t *chord,
 849                            chord_signature_t *signature,
 850                            pitch_t root)
 851 {
 852     int i, degree, note_half_steps, degree_half_steps;
 853     int root_midi;
 854
 855     /* Sanitize root to eliminate things like double-flats,
 856      * double-sharps, Cb, E#, etc. */
 857     root_midi = _pitch_to_midi (root);
 858     root = _midi_to_pitch (root_midi);
 859
 860     for (i = 0; i < chord->num_pitches; i++) {
 861         note_half_steps = _pitch_from_root_in_half_steps (chord->pitches[i],
 862                                                           root);
 863         for (degree = 0; degree < signature->num_degrees; degree++) {
 864             degree_half_steps = _modified_degree_to_half_steps (&signature->degrees[degree]);
 865             if (note_half_steps == degree_half_steps) {
 866                 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (&chord->pitches[i],
 867                                                                root,
 868                                                                &signature->degrees[degree]);
 869                 break;
 870             }
 871         }
 872         if (note_half_steps != degree_half_steps) {
 873             fprintf (stderr, "Internal error: Chord and degree mis-match\n");
 874             exit (1);
 875         }
 876     }
 877 }
 878
 879 static void
 880 _analyze_chord (pitch_group_t *chord,
 881                 chord_signature_t **signature_ret,
 882                 pitch_t **root_ret)
 883 {
 884     void *local = talloc_new (NULL);
 885     analyzed_pitch_t *pitches;
 886     int i, j, num_pitches;
 887     int bass_pitch, inversion;
 888     pitch_t root;
 889     chord_signature_t *match = NULL;
 890
 891     /* Default to no-match for any early return */
 892     *signature_ret = NULL;
 893     *root_ret = NULL;
 894
 895     num_pitches = chord->num_pitches;
 896
 897     if (chord->num_pitches <= 1)
 898         goto DONE;
 899
 900     pitches = talloc_array (local, analyzed_pitch_t, num_pitches);
 901     if (pitches == NULL)
 902         goto DONE;
 903
 904     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 905         pitch_t pitch = chord->pitches[i];
 906         pitches[i].pitch = pitch;
 907         pitches[i].midi_pitch = _pitch_to_midi (pitch);
 908         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 909         pitches[i].relative_pitch = 0;
 910     }
 911
 912     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 913     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 914            _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch);
 915
 916     bass_pitch = pitches[0].midi_pitch;
 917
 918     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 919     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 920         pitches[i].relative_pitch = pitches[i].midi_pitch - bass_pitch;
 921         while (pitches[i].relative_pitch >= 12)
 922             pitches[i].relative_pitch -= 12;
 923     }
 924
 925     /* Now, sort again by relative pitch. */
 926     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 927            _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch);
 928
 929     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 930     for (i = 0; i < num_pitches - 1; i++) {
 931             if (pitches[i+1].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch) {
 932                     j = i+1;
 933                     while (j < num_pitches &&
 934                            pitches[j].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch)
 935                     {
 936                             j++;
 937                     }
 938                     /* The loop incremented j one past the last
 939                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 940                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 941                      * the array bounds).*/
 942                     j--;
 943
 944                     if (j < num_pitches - 1) {
 945                             memmove (&pitches[i+1], &pitches[j+1],
 946                                      (num_pitches - j) * sizeof (analyzed_pitch_t));
 947                     }
 948
 949                     num_pitches -= (j - i);
 950             }
 951     }
 952
 953     for (inversion = 0; inversion < 4; inversion++) {
 954         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (signatures); i++) {
 955             if (_chord_signature_matches (pitches, num_pitches,
 956                                           signatures[i].degrees,
 957                                           signatures[i].num_degrees,
 958                                           inversion, &root))
 959             {
 960                 match = &signatures[i];
 961                 goto HAVE_MATCH;
 962             }
 963         }
 964     }
 965 HAVE_MATCH:
 966
 967     if (match) {
 968         *signature_ret = match;
 969         for (i = 0; i < chord->num_pitches; i++) {
 970             if (chord->pitches[i] == root) {
 971                 *root_ret = &chord->pitches[i];
 972                 break;
 973             }
 974         }
 975     }
 976
 977 DONE:
 978     talloc_free (local);
 979 }
 980
 981 static void
 982 pitch_group_init (void *ctx, pitch_group_t *group)
 983 {
 984     group->ctx = ctx;
 985     group->pitches = NULL;
 986     group->size = 0;
 987     group->num_pitches = 0;
 988 }
 989
 990 static void
 991 pitch_group_add_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
 992 {
 993     int i;
 994
 995     /* Do nothing if pitch is already in group. */
 996     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
 997         if (group->pitches[i] == pitch)
 998             return;
 999
1000     group->num_pitches++;
1001
1002     if (group->num_pitches > group->size) {
1003         group->size++;
1004         group->pitches = talloc_realloc (group->ctx, group->pitches,
1005                                          pitch_t, group->size);
1006
1007         if (group->pitches == NULL) {
1008             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1009             exit (1);
1010         }
1011     }
1012
1013     group->pitches[group->num_pitches - 1] = pitch;
1014 }
1015
1016 static void
1017 pitch_group_remove_pitch_at (pitch_group_t *group, int i)
1018 {
1019     if (i > group->num_pitches) {
1020         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot remove pitch %d from group with only %d %s\n",
1021                  i, group->num_pitches,
1022                  group->num_pitches == 1 ? "pitch" : "pitches");
1023         exit (1);
1024     }
1025
1026     if (i < group->num_pitches - 1) {
1027         memmove (group->pitches + i, group->pitches + i + 1,
1028                  (group->num_pitches - 1 - i) * sizeof (pitch_t));
1029     }
1030
1031     group->num_pitches--;
1032 }
1033
1034 /* Remove a 'pitch' from 'group', (including any enharmonic pitch)
1035  * See also: pitch_group_remove_pitch
1036  */
1037 static void
1038 pitch_group_remove_pitch_enharmonic (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1039 {
1040     int i;
1041
1042     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1043         if (_pitches_are_enharmonic (group->pitches[i], pitch))
1044             pitch_group_remove_pitch_at (group, i);
1045 }
1046
1047 /* Remove an exactly-matching pitch from 'group'
1048  * See also: pitch_group_remove_pitch_enharmonic
1049  *
1050 static void
1051 pitch_group_remove_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1052 {
1053     int i;
1054
1055     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1056         if (group->pitches[i] == pitch)
1057             pitch_group_remove_pitch_at (group, i);
1058 }
1059 */
1060
1061 static void
1062 scherzo_update_notes_and_chord (scherzo_t *scherzo)
1063 {
1064     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0 &&
1065         scherzo->notes_pedaled.num_pitches == 0)
1066     {
1067         score_remove_notes (scherzo->score);
1068
1069         score_remove_chords (scherzo->score);
1070
1071         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1072     }
1073 }
1074
1075 static void
1076 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1077 {
1078     void *local = talloc_new (NULL);
1079     pitch_group_t *chord;
1080     chord_signature_t *signature;
1081     char *chord_name = NULL;
1082     pitch_t *root;
1083     int i;
1084
1085     /* Do nothing if this note is already pressed. */
1086     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1087         if (scherzo->notes_pressed.pitches[i] == pitch)
1088             return;
1089
1090     pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1091
1092     if (scherzo->pedal_pressed)
1093         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, pitch);
1094
1095     /* Remove all notes/chords from score, then add current notes. */
1096     score_remove_notes (scherzo->score);
1097     score_remove_chords (scherzo->score);
1098
1099     if (scherzo->pedal_pressed)
1100         chord = &scherzo->notes_pedaled;
1101     else
1102         chord = &scherzo->notes_pressed;
1103
1104     _analyze_chord (chord, &signature, &root);
1105
1106     if (signature) {
1107         /* Don't print root pitch for octaves and inversions,
1108          * (since a pitch name alone looks like a major triad) */
1109         if (signature->num_degrees < 3) {
1110             chord_name = talloc_strdup (local, signature->name);
1111         } else {
1112             _spell_chord_by_signature (&scherzo->notes_pressed,
1113                                        signature, *root);
1114             _spell_chord_by_signature (&scherzo->notes_pedaled,
1115                                        signature, *root);
1116
1117             chord_name = talloc_asprintf (local, "%s%s",
1118                                           _pitch_str (*root),
1119                                           signature->name);
1120         }
1121     } else if (chord->num_pitches > 2) {
1122         chord_name = talloc_strdup (local, "?");
1123     }
1124
1125     if (chord_name)
1126         scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
1127
1128     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1129     {
1130         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pressed.pitches[i],
1131                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1132     }
1133
1134     for (i = 0; i < scherzo->notes_pedaled.num_pitches; i++)
1135     {
1136         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pedaled.pitches[i],
1137                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1138     }
1139
1140     talloc_free (local);
1141 }
1142
1143 static void
1144 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1145 {
1146     pitch_group_remove_pitch_enharmonic (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1147
1148     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0)
1149         scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1150 }
1151
1152 static pitch_t
1153 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1154 {
1155     pitch_t pitch = _midi_to_pitch (midi_note);
1156
1157     scherzo_press_note (scherzo, pitch);
1158
1159     return pitch;
1160 }
1161
1162 static void
1163 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1164 {
1165     scherzo_release_note (scherzo, _midi_to_pitch (midi_note));
1166 }
1167
1168 static void
1169 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
1170 {
1171     int i;
1172
1173     if (scherzo->pedal_pressed)
1174         return;
1175
1176     scherzo->pedal_pressed = 1;
1177
1178     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
1179     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1180         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.pitches[i]);
1181 }
1182
1183 static void
1184 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
1185 {
1186     int i;
1187
1188     if (! scherzo->pedal_pressed)
1189         return;
1190
1191     /* Remove all previously pedaled notes. */
1192     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_pitches - 1; i >=0; i--)
1193         pitch_group_remove_pitch_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
1194
1195     scherzo->pedal_pressed = 0;
1196
1197     scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1198 }
1199
1200 static void
1201 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
1202 {
1203     category_t *category_unused;
1204     bool_t introduced_unused;
1205     item_t *item;
1206     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1207     pitch_name_t pitch_name;
1208     int octave;
1209     char *s;
1210
1211     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
1212                         &challenge->bin,
1213                         &challenge->item_index,
1214                         &category_unused,
1215                         &introduced_unused);
1216
1217     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
1218
1219     s = item->challenge;
1220     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
1221         s += 7;
1222         challenge->staff = scherzo->treble;
1223     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
1224         s += 5;
1225         challenge->staff = scherzo->bass;
1226     } else {
1227         fprintf (stderr,
1228                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
1229                  s);
1230         exit (1);
1231     }
1232
1233     switch (*s) {
1234     case 'C':
1235         pitch_name = PITCH_NAME_C;
1236         break;
1237     case 'D':
1238         pitch_name = PITCH_NAME_D;
1239         break;
1240     case 'E':
1241         pitch_name = PITCH_NAME_E;
1242         break;
1243     case 'F':
1244         pitch_name = PITCH_NAME_F;
1245         break;
1246     case 'G':
1247         pitch_name = PITCH_NAME_G;
1248         break;
1249     case 'A':
1250         pitch_name = PITCH_NAME_A;
1251         break;
1252     case 'B':
1253         pitch_name = PITCH_NAME_B;
1254         break;
1255     default:
1256         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
1257         exit (1);
1258     }
1259     s++;
1260
1261     if (*s < '0' || *s > '9') {
1262         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
1263         exit (1);
1264     }
1265
1266     octave = *s - '0';
1267
1268     challenge->pitch = PITCH (pitch_name, PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL, octave);
1269
1270     challenge->active = 1;
1271     challenge->satisfied = 0;
1272     challenge->mistaken = 0;
1273 }
1274
1275 /* Determine whether the user hit the correct note. */
1276 static void
1277 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1278 {
1279     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1280
1281     if (! challenge->active)
1282         return;
1283
1284     if (pitch == challenge->pitch)
1285         challenge->satisfied = 1;
1286     else
1287         challenge->mistaken = 1;
1288 }
1289
1290 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
1291  * mnemon and show the next note. */
1292 static void
1293 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
1294 {
1295     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1296
1297     if (! challenge->active)
1298         return;
1299
1300     if (! challenge->satisfied)
1301         return;
1302
1303     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
1304                        ! challenge->mistaken);
1305
1306     _select_challenge (scherzo);
1307 }
1308
1309 static int
1310 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
1311                unused (GIOCondition condition),
1312                void *user_data)
1313 {
1314     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
1315     scherzo_t *scherzo = user_data;
1316     ssize_t remaining;
1317     snd_seq_event_t event;
1318     pitch_t pitch;
1319     int need_redraw = FALSE;
1320
1321     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
1322
1323     next = buf;
1324     while (remaining) {
1325         long consumed;
1326
1327         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
1328                                           next, remaining, &event);
1329
1330         remaining -= consumed;
1331         next += consumed;
1332
1333         switch (event.type) {
1334         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
1335             /* Incomplete event. Nothing to do. */
1336             break;
1337         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
1338             pitch = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1339             _judge_pitch (scherzo, pitch);
1340             need_redraw = TRUE;
1341             break;
1342         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
1343             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1344             _score_challenge (scherzo);
1345             need_redraw = TRUE;
1346             break;
1347         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
1348             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1349             break;
1350         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
1351             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1352             break;
1353         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
1354             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
1355              * that universal? */
1356             if (event.data.control.param == 64) {
1357                 if (event.data.control.value == 0)
1358                     scherzo_release_pedal (scherzo);
1359                 else
1360                     scherzo_press_pedal (scherzo);
1361             } else {
1362                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
1363                          event.data.control.param, event.data.control.value);
1364             }
1365             break;
1366         default:
1367             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
1368                      event.type);
1369             break;
1370         }
1371     }
1372
1373     if (need_redraw)
1374         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1375
1376     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
1377     return TRUE;
1378 }
1379
1380 int
1381 main (int argc, char *argv[])
1382 {
1383     GtkWidget *drawing_area;
1384     scherzo_t scherzo;
1385     int err;
1386
1387     srand (time (NULL));
1388
1389     gtk_init (&argc, &argv);
1390
1391     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
1392
1393     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
1394     scherzo.staff_height = 100;
1395     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
1396
1397     score_add_brace (scherzo.score, 2);
1398     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
1399     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
1400
1401     scherzo.chord = NULL;
1402
1403     /* Default to octave 4 and natural for computer keyboard keypresses. */
1404     scherzo.keyboard_octave = 4;
1405     scherzo.keyboard_accidental = PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL;
1406
1407     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
1408     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
1409
1410     scherzo.pedal_pressed = 0;
1411
1412     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
1413     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
1414     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
1415
1416     scherzo.challenge.active = 0;
1417 /*
1418     _select_challenge (&scherzo);
1419 */
1420
1421     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
1422     if (err) {
1423         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1424         return 1;
1425     }
1426
1427 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1428     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1429     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1430         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1431     } else {
1432         GIOChannel *channel;
1433
1434         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1435         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1436         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1437     }
1438
1439     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1440
1441     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1442
1443     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1444                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1445
1446     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1447
1448     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1449
1450     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1451                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1452                       &scherzo);
1453
1454     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1455                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1456                       &scherzo);
1457
1458     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1459                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1460                       &scherzo);
1461
1462     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1463
1464     gtk_main ();
1465
1466     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1467
1468     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1469
1470     talloc_free (scherzo.ctx);
1471
1472     return 0;
1473 }