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     bin_t *bin;
  36     int item_index;
  37     score_staff_t *staff;
  38     score_note_t *note;
  39
  40     int satisfied;
  41     int mistaken;
  42 } challenge_t;
  43
  44 typedef struct note_group
  45 {
  46     void *ctx;
  47     score_note_t **notes;
  48     int size;
  49     int num_notes;
  50 } note_group_t;
  51
  52 typedef struct scherzo
  53 {
  54     void *ctx;
  55
  56     GtkWidget *window;
  57     score_t *score;
  58     int staff_height;
  59     score_staff_t *treble;
  60     score_staff_t *bass;
  61     score_chord_t *chord;
  62
  63     /* This is for a "computer keyboard". Any "piano keyboard" key
  64      * knows its own octave. */
  65     int keyboard_octave;
  66
  67     int midi_fd;
  68     snd_midi_event_t *snd_midi_event;
  69
  70     mnemon_t mnemon;
  71     challenge_t challenge;
  72
  73     note_group_t notes_pressed;
  74     note_group_t notes_pedaled;
  75
  76     int pedal_pressed;
  77 } scherzo_t;
  78
  79 /* Forward declarations. */
  80 static score_note_t *
  81 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave);
  82
  83 static void
  84 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave);
  85
  86 static void
  87 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo);
  88
  89 static void
  90 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo);
  91
  92 static void
  93 _judge_note (scherzo_t *scherzo, score_note_t *note);
  94
  95 static void
  96 _score_challenge (scherzo_t *scherzo);
  97
  98 static int
  99 on_delete_event_quit (unused (GtkWidget *widget),
 100                       unused (GdkEvent *event),
 101                       unused (gpointer user_data))
 102 {
 103     gtk_main_quit ();
 104
 105     /* Returning FALSE allows the default handler for delete-event
 106      * to proceed to cleanup the widget. */
 107     return FALSE;
 108 }
 109
 110 static int
 111 on_expose_event_draw (GtkWidget *widget,
 112                       unused (GdkEventExpose *expose),
 113                       void * user_data)
 114 {
 115     scherzo_t *scherzo = user_data;
 116     score_t *score = scherzo->score;
 117     cairo_t *cr;
 118     GtkAllocation allocation;
 119     static const int pad = 10;
 120     int widget_width;
 121
 122     gtk_widget_get_allocation (widget, &allocation);
 123     widget_width = allocation.width;
 124
 125     cr = gdk_cairo_create (widget->window);
 126
 127     /* White background */
 128     cairo_set_source_rgb (cr, 1.0, 1.0, 1.0);
 129     cairo_paint (cr);
 130
 131     /* Add some padding on the sides and top */
 132     cairo_translate (cr, pad, scherzo->staff_height);
 133     score_set_staff_height (score, scherzo->staff_height);
 134     score_set_width (score, widget_width - 2 * pad);
 135
 136     score_draw (score, cr);
 137
 138     return TRUE;
 139 }
 140
 141 static int
 142 on_key_press_event (GtkWidget *widget,
 143                     GdkEventKey *key,
 144                     void *user_data)
 145 {
 146     scherzo_t *scherzo = user_data;
 147     int octave;
 148     score_pitch_name_t pitch_name;
 149     score_pitch_t pitch;
 150
 151     if (scherzo->challenge.note)
 152         octave = scherzo->challenge.note->octave;
 153     else
 154         octave = scherzo->keyboard_octave;
 155
 156     switch (key->keyval) {
 157     case GDK_KEY_plus:
 158     case GDK_KEY_KP_Add:
 159     case GDK_KEY_equal:
 160     case GDK_KEY_KP_Equal:
 161         scherzo->staff_height += 4;
 162         gtk_widget_queue_draw (widget);
 163         return TRUE;
 164         break;
 165     case GDK_KEY_minus:
 166     case GDK_KEY_KP_Subtract:
 167         scherzo->staff_height -= 4;
 168         gtk_widget_queue_draw (widget);
 169         return TRUE;
 170         break;
 171     case GDK_KEY_q:
 172     case GDK_KEY_Q:
 173     case GDK_KEY_Escape:
 174         gtk_main_quit ();
 175         return FALSE;
 176     case GDK_KEY_c:
 177     case GDK_KEY_C:
 178         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_C;
 179         break;
 180     case GDK_KEY_d:
 181     case GDK_KEY_D:
 182         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_D;
 183         break;
 184     case GDK_KEY_e:
 185     case GDK_KEY_E:
 186         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_E;
 187         break;
 188     case GDK_KEY_f:
 189     case GDK_KEY_F:
 190         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_F;
 191         break;
 192     case GDK_KEY_g:
 193     case GDK_KEY_G:
 194         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_G;
 195         break;
 196     case GDK_KEY_a:
 197     case GDK_KEY_A:
 198         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_A;
 199         break;
 200     case GDK_KEY_b:
 201     case GDK_KEY_B:
 202         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_B;
 203         break;
 204     case GDK_KEY_0:
 205     case GDK_KEY_1:
 206     case GDK_KEY_2:
 207     case GDK_KEY_3:
 208     case GDK_KEY_4:
 209     case GDK_KEY_5:
 210     case GDK_KEY_6:
 211     case GDK_KEY_7:
 212     case GDK_KEY_8:
 213         scherzo->keyboard_octave = key->keyval - GDK_KEY_0;
 214         break;
 215     case GDK_KEY_space:
 216         scherzo_press_pedal (scherzo);
 217         break;
 218     }
 219
 220     pitch = SCORE_PITCH (pitch_name, SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL);
 221
 222     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 223         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 224     {
 225         score_note_t *note;
 226
 227         note = scherzo_press_note (scherzo, pitch, octave);
 228         _judge_note (scherzo, note);
 229         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 230
 231         return TRUE;
 232     }
 233
 234
 235     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 236     return FALSE;
 237 }
 238
 239 static int
 240 on_key_release_event (unused (GtkWidget *widget),
 241                       GdkEventKey *key,
 242                       void *user_data)
 243 {
 244     scherzo_t *scherzo = user_data;
 245     int octave;
 246     score_pitch_name_t pitch_name;
 247     score_pitch_t pitch;
 248
 249     if (scherzo->challenge.note)
 250         octave = scherzo->challenge.note->octave;
 251     else
 252         octave = scherzo->keyboard_octave;
 253
 254     switch (key->keyval) {
 255     case GDK_KEY_c:
 256     case GDK_KEY_C:
 257         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_C;
 258         break;
 259     case GDK_KEY_d:
 260     case GDK_KEY_D:
 261         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_D;
 262         break;
 263     case GDK_KEY_e:
 264     case GDK_KEY_E:
 265         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_E;
 266         break;
 267     case GDK_KEY_f:
 268     case GDK_KEY_F:
 269         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_F;
 270         break;
 271     case GDK_KEY_g:
 272     case GDK_KEY_G:
 273         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_G;
 274         break;
 275     case GDK_KEY_a:
 276     case GDK_KEY_A:
 277         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_A;
 278         break;
 279     case GDK_KEY_b:
 280     case GDK_KEY_B:
 281         pitch_name = SCORE_PITCH_NAME_B;
 282         break;
 283     case GDK_KEY_space:
 284         scherzo_release_pedal (scherzo);
 285         break;
 286     }
 287
 288     pitch = SCORE_PITCH (pitch_name, SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL);
 289
 290     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 291         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 292     {
 293         scherzo_release_note (scherzo, pitch, octave);
 294         _score_challenge (scherzo);
 295         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 296
 297         return TRUE;
 298     }
 299
 300
 301     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 302     return FALSE;
 303 }
 304
 305 static unsigned char
 306 _score_pitch_and_octave_to_midi (score_pitch_t pitch,
 307                                  int octave)
 308 {
 309     unsigned char midi_note = 12 * (octave + 1);
 310
 311     switch (SCORE_PITCH_NAME (pitch)) {
 312     case SCORE_PITCH_NAME_C:
 313         break;
 314     case SCORE_PITCH_NAME_D:
 315         midi_note += 2;
 316         break;
 317     case SCORE_PITCH_NAME_E:
 318         midi_note += 4;
 319         break;
 320     case SCORE_PITCH_NAME_F:
 321         midi_note += 5;
 322         break;
 323     case SCORE_PITCH_NAME_G:
 324         midi_note += 7;
 325         break;
 326     case SCORE_PITCH_NAME_A:
 327         midi_note += 9;
 328         break;
 329     case SCORE_PITCH_NAME_B:
 330         midi_note += 11;
 331         break;
 332     }
 333
 334     switch (SCORE_PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 335     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 336         midi_note -= 2;
 337         break;
 338     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 339         midi_note -= 1;
 340         break;
 341     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 342         break;
 343     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 344         midi_note += 1;
 345         break;
 346     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 347         midi_note += 2;
 348         break;
 349     }
 350
 351     return midi_note;
 352 }
 353
 354 static void
 355 _midi_to_score_pitch_and_octave (unsigned char midi_note,
 356                                  score_pitch_t *pitch,
 357                                  int *octave)
 358 {
 359     *octave = midi_note / 12 - 1;
 360
 361     switch (midi_note % 12)
 362     {
 363     case 0:
 364         *pitch = SCORE_PITCH_C;
 365         break;
 366     case 1:
 367         *pitch = SCORE_PITCH_Cs;
 368         break;
 369     case 2:
 370         *pitch = SCORE_PITCH_D;
 371         break;
 372     case 3:
 373         *pitch = SCORE_PITCH_Ds;
 374         break;
 375     case 4:
 376         *pitch = SCORE_PITCH_E;
 377         break;
 378     case 5:
 379         *pitch = SCORE_PITCH_F;
 380         break;
 381     case 6:
 382         *pitch = SCORE_PITCH_Fs;
 383         break;
 384     case 7:
 385         *pitch = SCORE_PITCH_G;
 386         break;
 387     case 8:
 388         *pitch = SCORE_PITCH_Gs;
 389         break;
 390     case 9:
 391         *pitch = SCORE_PITCH_A;
 392         break;
 393     case 10:
 394         *pitch = SCORE_PITCH_As;
 395         break;
 396     case 11:
 397         *pitch = SCORE_PITCH_B;
 398         break;
 399     }
 400 }
 401
 402 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 403
 404 typedef struct analyzed_note {
 405     /* Original note being analzyed. */
 406     score_note_t *note;
 407
 408     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 409     int midi_pitch;
 410
 411     /* Pitch relative to bass note. */
 412     int relative_pitch;
 413 } analyzed_note_t;
 414
 415 static int
 416 _compare_analyzed_note_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 417 {
 418     const analyzed_note_t *a = va, *b = vb;
 419
 420     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 421 }
 422
 423 static int
 424 _compare_analyzed_note_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 425 {
 426     const analyzed_note_t *a = va, *b = vb;
 427
 428     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 429 }
 430
 431 static int
 432 _chord_signature_matches (analyzed_note_t *notes,
 433                           int num_notes,
 434                           int *signature_pitches,
 435                           int num_signature_pitches)
 436 {
 437     int i;
 438
 439     if (num_notes != num_signature_pitches)
 440             return 0;
 441
 442     for (i = 0; i < num_notes; i++)
 443         if (notes[i].relative_pitch != signature_pitches[i])
 444             return 0;
 445
 446     return 1;
 447 }
 448
 449 static void
 450 scherzo_analyze_chord (scherzo_t *scherzo)
 451 {
 452     void *local = talloc_new (NULL);
 453     analyzed_note_t *notes;
 454     note_group_t *note_group;
 455     unsigned i, j, num_notes;
 456     int bass_pitch;
 457     const char *chord_name = NULL;
 458
 459     if (scherzo->pedal_pressed)
 460         note_group = &scherzo->notes_pedaled;
 461     else
 462         note_group = &scherzo->notes_pressed;
 463
 464     num_notes = note_group->num_notes;
 465
 466     struct { int pitches[1]; const char *name; } octaves[] = {
 467         { {0}, "Octave"}
 468     };
 469
 470     struct { int pitches[2]; const char *name; } intervals[] = {
 471         { {0, 1}, "Minor 2nd"},
 472         { {0, 2}, "Major 2nd"},
 473         { {0, 3}, "Minor 3rd"},
 474         { {0, 4}, "Major 3rd"},
 475         { {0, 5}, "Perfect 4th"},
 476         { {0, 6}, "Diminished 5th/Augmented 4th"},
 477         { {0, 7}, "Perfect 5th"},
 478         { {0, 8}, "Minor 6th"},
 479         { {0, 9}, "Major 6th"},
 480         { {0, 10}, "Minor 7th"},
 481         { {0, 11}, "Major 7th"}
 482     };
 483
 484     struct { int pitches[3]; const char *name; } triads[] = {
 485         { {0, 4, 8}, "Augmented triad" },
 486         { {0, 4, 7}, "Major triad" },
 487         { {0, 3, 7}, "Minor triad" },
 488         { {0, 3, 6}, "Diminished triad" }
 489     };
 490
 491     struct { int pitches[4]; const char *name; } sevenths[] = {
 492         { {0, 4, 8, 11}, "Augmented/major 7" },
 493         { {0, 4, 8, 10}, "Augmented 7" },
 494         { {0, 4, 7, 11}, "Major 7" },
 495         { {0, 4, 7, 10}, "Dominant 7" },
 496         { {0, 3, 7, 11}, "Minor/major 7" },
 497         { {0, 3, 7, 10}, "Minor 7" },
 498         { {0, 3, 6, 11}, "Diminished/major 7" },
 499         { {0, 3, 6, 10}, "Half-diminished 7" },
 500         { {0, 3, 6, 9},  "Diminished 7" }
 501     };
 502
 503     if (scherzo->chord) {
 504         score_remove_chord (scherzo->chord);
 505         scherzo->chord = NULL;
 506     }
 507
 508     if (num_notes <= 1)
 509         goto DONE;
 510
 511     notes = talloc_array (local, analyzed_note_t, num_notes);
 512     if (notes == NULL)
 513         goto DONE;
 514
 515     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 516         score_note_t *note = note_group->notes[i];
 517         notes[i].note = note;
 518         notes[i].midi_pitch = _score_pitch_and_octave_to_midi (note->pitch,
 519                                                                note->octave);
 520         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 521         notes[i].relative_pitch = 0;
 522     }
 523
 524     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 525     qsort (notes, num_notes, sizeof (analyzed_note_t),
 526            _compare_analyzed_note_by_midi_pitch);
 527
 528     bass_pitch = notes[0].midi_pitch;
 529
 530     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 531     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 532         notes[i].relative_pitch = notes[i].midi_pitch - bass_pitch;
 533         while (notes[i].relative_pitch >= 12)
 534             notes[i].relative_pitch -= 12;
 535     }
 536
 537     /* Now, sort again by relative pitch. */
 538     qsort (notes, num_notes, sizeof (analyzed_note_t),
 539            _compare_analyzed_note_by_relative_pitch);
 540
 541     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 542     for (i = 0; i < num_notes - 1; i++) {
 543             if (notes[i+1].relative_pitch == notes[i].relative_pitch) {
 544                     j = i+1;
 545                     while (j < num_notes &&
 546                            notes[j].relative_pitch == notes[i].relative_pitch)
 547                     {
 548                             j++;
 549                     }
 550                     /* The loop incremented j one past the last
 551                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 552                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 553                      * the array bounds).*/
 554                     j--;
 555
 556                     if (j < num_notes - 1) {
 557                             memmove (&notes[i+1], &notes[j+1],
 558                                      (num_notes - j) * sizeof (analyzed_note_t));
 559                     }
 560
 561                     num_notes -= (j - i);
 562             }
 563     }
 564
 565     switch (num_notes) {
 566     case 1:
 567         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (octaves); i++) {
 568             if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, octaves[i].pitches, 1))
 569                 chord_name = octaves[i].name;
 570         }
 571         break;
 572     case 2:
 573         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (intervals); i++) {
 574             if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, intervals[i].pitches, 2))
 575                 chord_name = intervals[i].name;
 576         }
 577         break;
 578     case 3:
 579         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (triads); i++) {
 580             if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, triads[i].pitches, 3))
 581                 chord_name = triads[i].name;
 582         }
 583         break;
 584     case 4:
 585         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sevenths); i++) {
 586             if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, sevenths[i].pitches, 4))
 587                 chord_name = sevenths[i].name;
 588         }
 589         break;
 590     }
 591
 592     if (chord_name)
 593         scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
 594     else
 595         scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, "Unknown or not a chord");
 596
 597 DONE:
 598     talloc_free (local);
 599 }
 600
 601 static void
 602 note_group_init (void *ctx, note_group_t *group)
 603 {
 604     group->ctx = ctx;
 605     group->notes = NULL;
 606     group->size = 0;
 607     group->num_notes = 0;
 608 }
 609
 610 static void
 611 note_group_add_note (note_group_t *group, score_note_t *note)
 612 {
 613     int i;
 614
 615     /* Do nothing if note is already in group. */
 616     for (i = 0; i < group->num_notes; i++) {
 617         if (group->notes[i]->pitch == note->pitch &&
 618             group->notes[i]->octave == note->octave)
 619         {
 620             return;
 621         }
 622     }
 623
 624     group->num_notes++;
 625
 626     if (group->num_notes > group->size) {
 627         group->size++;
 628         group->notes = talloc_realloc (group->ctx, group->notes,
 629                                        score_note_t*, group->size);
 630
 631         if (group->notes == NULL) {
 632             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
 633             exit (1);
 634         }
 635     }
 636
 637     group->notes[group->num_notes - 1] = note;
 638 }
 639
 640 static void
 641 note_group_remove_note_at (note_group_t *group, int i)
 642 {
 643     if (i >= group->num_notes) {
 644         fprintf (stderr, "Internal error: No note to remove at index %d\n", i);
 645         exit (1);
 646     }
 647
 648     if (i < group->num_notes - 1) {
 649         memmove (group->notes + i, group->notes + i + 1,
 650                  (group->num_notes - 1 - i) * sizeof (score_note_t*));
 651     }
 652     group->num_notes--;
 653 }
 654
 655 static score_note_t *
 656 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave)
 657 {
 658     score_staff_t *staff;
 659     score_note_t *note;
 660     int i;
 661
 662     if (scherzo->challenge.note) {
 663         staff = scherzo->challenge.staff;
 664     } else if (octave >= 4) {
 665         staff = scherzo->treble;
 666     } else {
 667         staff = scherzo->bass;
 668     }
 669
 670     /* Do nothing if this note is already pressed. */
 671     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++) {
 672         if (scherzo->notes_pressed.notes[i]->pitch == pitch &&
 673             scherzo->notes_pressed.notes[i]->octave == octave)
 674         {
 675             return scherzo->notes_pressed.notes[i];
 676         }
 677     }
 678
 679     note = score_add_note (staff, pitch, octave, SCORE_DURATION_WHOLE);
 680
 681     note_group_add_note (&scherzo->notes_pressed, note);
 682
 683     if (scherzo->pedal_pressed)
 684         note_group_add_note (&scherzo->notes_pedaled, note);
 685
 686     scherzo_analyze_chord (scherzo);
 687
 688     return note;
 689 }
 690
 691 static void
 692 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave)
 693 {
 694     score_note_t *note;
 695     int i;
 696     int found = 0;
 697
 698     for (i = scherzo->notes_pressed.num_notes - 1; i >=0; i--) {
 699         note = scherzo->notes_pressed.notes[i];
 700         if (note->pitch == pitch && note->octave == octave) {
 701             found = 1;
 702             if (! scherzo->pedal_pressed)
 703                 score_remove_note (note);
 704             note_group_remove_note_at (&scherzo->notes_pressed, i);
 705         }
 706     }
 707
 708     if (found == 0) {
 709         fprintf (stderr, "Internal error: Failed to find note to release.\n");
 710     }
 711
 712     scherzo_analyze_chord (scherzo);
 713 }
 714
 715 static score_note_t *
 716 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
 717 {
 718     score_pitch_t pitch;
 719     int octave;
 720
 721     _midi_to_score_pitch_and_octave (midi_note, &pitch, &octave);
 722
 723     return scherzo_press_note (scherzo, pitch, octave);
 724 }
 725
 726 static void
 727 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
 728 {
 729     score_pitch_t pitch;
 730     int octave;
 731
 732     _midi_to_score_pitch_and_octave (midi_note, &pitch, &octave);
 733
 734     scherzo_release_note (scherzo, pitch, octave);
 735 }
 736
 737 static void
 738 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
 739 {
 740     int i;
 741
 742     scherzo->pedal_pressed = 1;
 743
 744     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
 745     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++)
 746         note_group_add_note (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.notes[i]);
 747 }
 748
 749 static void
 750 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
 751 {
 752     score_note_t *note, *new_note;
 753     int i;
 754
 755     /* Make new notes in score for all pressed notes. */
 756     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++) {
 757         note = scherzo->notes_pressed.notes[i];
 758         new_note = score_add_note (note->staff, note->pitch, note->octave, note->duration);
 759         scherzo->notes_pressed.notes[i] = new_note;
 760     }
 761
 762     /* Then remove all previously pedaled notes from the score. */
 763     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_notes - 1; i >=0; i--) {
 764         note = scherzo->notes_pedaled.notes[i];
 765         score_remove_note (note);
 766         note_group_remove_note_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
 767     }
 768
 769     scherzo->pedal_pressed = 0;
 770
 771     scherzo_analyze_chord (scherzo);
 772
 773     gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 774 }
 775
 776 void
 777 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
 778 {
 779     category_t *category_unused;
 780     bool_t introduced_unused;
 781     item_t *item;
 782     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
 783     score_pitch_t pitch;
 784     int octave;
 785     char *s;
 786
 787     if (challenge->note) {
 788         score_remove_note (challenge->note);
 789         challenge->note = NULL;
 790     }
 791
 792     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
 793                         &challenge->bin,
 794                         &challenge->item_index,
 795                         &category_unused,
 796                         &introduced_unused);
 797
 798     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
 799
 800     s = item->challenge;
 801     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
 802         s += 7;
 803         challenge->staff = scherzo->treble;
 804     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
 805         s += 5;
 806         challenge->staff = scherzo->bass;
 807     } else {
 808         fprintf (stderr,
 809                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
 810                  s);
 811         exit (1);
 812     }
 813
 814     switch (*s) {
 815     case 'C':
 816         pitch = SCORE_PITCH_C;
 817         break;
 818     case 'D':
 819         pitch = SCORE_PITCH_D;
 820         break;
 821     case 'E':
 822         pitch = SCORE_PITCH_E;
 823         break;
 824     case 'F':
 825         pitch = SCORE_PITCH_F;
 826         break;
 827     case 'G':
 828         pitch = SCORE_PITCH_G;
 829         break;
 830     case 'A':
 831         pitch = SCORE_PITCH_A;
 832         break;
 833     case 'B':
 834         pitch = SCORE_PITCH_B;
 835         break;
 836     default:
 837         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
 838         exit (1);
 839     }
 840     s++;
 841
 842     if (*s < '0' || *s > '9') {
 843         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
 844         exit (1);
 845     }
 846
 847     octave = *s - '0';
 848
 849     challenge->note = score_add_note (challenge->staff, pitch, octave,
 850                                       SCORE_DURATION_WHOLE);
 851     challenge->satisfied = 0;
 852     challenge->mistaken = 0;
 853 }
 854
 855 /* Determine whether the user hit the correct note. */
 856 static void
 857 _judge_note (scherzo_t *scherzo, score_note_t *note)
 858 {
 859     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
 860
 861     if (! scherzo->challenge.note) {
 862         score_set_note_color_rgb (note, 0.0, 0.0, 0.0); /* black */
 863         return;
 864     }
 865
 866     if (note->pitch == challenge->note->pitch &&
 867         note->octave == challenge->note->octave)
 868     {
 869         challenge->satisfied = 1;
 870         score_set_note_color_rgb (note, 18/256., 130/256., 28/256.); /* green */
 871     }
 872     else
 873     {
 874         challenge->mistaken = 1;
 875         score_set_note_color_rgb (note, 184/256., 4/256., 22/256.); /* red */
 876     }
 877 }
 878
 879 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
 880  * mnemon and show the next note. */
 881 static void
 882 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
 883 {
 884     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
 885
 886     if (! challenge->note)
 887         return;
 888
 889     if (! challenge->satisfied)
 890         return;
 891
 892     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
 893                        ! challenge->mistaken);
 894
 895     _select_challenge (scherzo);
 896 }
 897
 898 static int
 899 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
 900                unused (GIOCondition condition),
 901                void *user_data)
 902 {
 903     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
 904     scherzo_t *scherzo = user_data;
 905     ssize_t remaining;
 906     snd_seq_event_t event;
 907     score_note_t *note;
 908     int need_redraw = FALSE;
 909
 910     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
 911
 912     next = buf;
 913     while (remaining) {
 914         long consumed;
 915
 916         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
 917                                           next, remaining, &event);
 918
 919         remaining -= consumed;
 920         next += consumed;
 921
 922         switch (event.type) {
 923         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
 924             /* Incomplete event. Nothing to do. */
 925             break;
 926         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
 927             note = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
 928             _judge_note (scherzo, note);
 929             need_redraw = TRUE;
 930             break;
 931         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
 932             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
 933             _score_challenge (scherzo);
 934             need_redraw = TRUE;
 935             break;
 936         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
 937             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
 938             break;
 939         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
 940             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
 941             break;
 942         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
 943             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
 944              * that universal? */
 945             if (event.data.control.param == 64) {
 946                 if (event.data.control.value == 0)
 947                     scherzo_release_pedal (scherzo);
 948                 else
 949                     scherzo_press_pedal (scherzo);
 950             } else {
 951                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
 952                          event.data.control.param, event.data.control.value);
 953             }
 954             break;
 955         default:
 956             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
 957                      event.type);
 958             break;
 959         }
 960     }
 961
 962     if (need_redraw)
 963         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 964
 965     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
 966     return TRUE;
 967 }
 968
 969 int
 970 main (int argc, char *argv[])
 971 {
 972     GtkWidget *drawing_area;
 973     scherzo_t scherzo;
 974     int err;
 975
 976     srand (time (NULL));
 977
 978     gtk_init (&argc, &argv);
 979
 980     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
 981
 982     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
 983     scherzo.staff_height = 100;
 984     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
 985
 986     score_add_brace (scherzo.score, 2);
 987     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
 988     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
 989
 990     scherzo.chord = NULL;
 991
 992     /* Default to octave 4 for computer keyboard keypresses. */
 993     scherzo.keyboard_octave = 4;
 994
 995     note_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
 996     note_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
 997
 998     scherzo.pedal_pressed = 0;
 999
1000     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
1001     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
1002     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
1003
1004     scherzo.challenge.note = NULL;
1005 /*
1006     _select_challenge (&scherzo);
1007 */
1008
1009     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
1010     if (err) {
1011         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1012         return 1;
1013     }
1014
1015 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1016     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1017     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1018         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1019     } else {
1020         GIOChannel *channel;
1021
1022         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1023         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1024         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1025     }
1026
1027     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1028
1029     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1030
1031     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1032                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1033
1034     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1035
1036     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1037
1038     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1039                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1040                       &scherzo);
1041
1042     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1043                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1044                       &scherzo);
1045
1046     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1047                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1048                       &scherzo);
1049
1050     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1051
1052     gtk_main ();
1053
1054     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1055
1056     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1057
1058     talloc_free (scherzo.ctx);
1059
1060     return 0;
1061 }