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 pitch_group
  45 {
  46     void *ctx;
  47     pitch_t *pitches;
  48     int size;
  49     int num_pitches;
  50 } pitch_group_t;
  51
  52 typedef struct scherzo
  53 {
  54     void *ctx;
  55
  56     GtkWidget *window;
  57     score_t *score;
  58     int staff_height;
  59
  60     score_staff_t *treble;
  61     score_staff_t *bass;
  62     score_chord_t *chord;
  63
  64     /* The word "keyboard" here is referring to a "computer
  65      * keyboard". Any "piano keyboard" key knows its own octave and
  66      * accidental already. */
  67     int keyboard_octave;
  68     pitch_accidental_t keyboard_accidental;
  69
  70     int midi_fd;
  71     snd_midi_event_t *snd_midi_event;
  72
  73     mnemon_t mnemon;
  74     challenge_t challenge;
  75
  76     pitch_group_t notes_pressed;
  77     pitch_group_t notes_pedaled;
  78
  79     int pedal_pressed;
  80 } scherzo_t;
  81
  82 /* Forward declarations. */
  83 static void
  84 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  85
  86 static void
  87 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  88
  89 static void
  90 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo);
  91
  92 static void
  93 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo);
  94
  95 static void
  96 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  97
  98 static void
  99 _score_challenge (scherzo_t *scherzo);
 100
 101 static int
 102 on_delete_event_quit (unused (GtkWidget *widget),
 103                       unused (GdkEvent *event),
 104                       unused (gpointer user_data))
 105 {
 106     gtk_main_quit ();
 107
 108     /* Returning FALSE allows the default handler for delete-event
 109      * to proceed to cleanup the widget. */
 110     return FALSE;
 111 }
 112
 113 static int
 114 on_expose_event_draw (GtkWidget *widget,
 115                       unused (GdkEventExpose *expose),
 116                       void * user_data)
 117 {
 118     scherzo_t *scherzo = user_data;
 119     score_t *score = scherzo->score;
 120     cairo_t *cr;
 121     GtkAllocation allocation;
 122     static const int pad = 10;
 123     int widget_width;
 124
 125     gtk_widget_get_allocation (widget, &allocation);
 126     widget_width = allocation.width;
 127
 128     cr = gdk_cairo_create (widget->window);
 129
 130     /* White background */
 131     cairo_set_source_rgb (cr, 1.0, 1.0, 1.0);
 132     cairo_paint (cr);
 133
 134     /* Add some padding on the sides and top */
 135     cairo_translate (cr, pad, scherzo->staff_height);
 136     score_set_staff_height (score, scherzo->staff_height);
 137     score_set_width (score, widget_width - 2 * pad);
 138
 139     score_draw (score, cr);
 140
 141     return TRUE;
 142 }
 143
 144 static int
 145 on_key_press_event (GtkWidget *widget,
 146                     GdkEventKey *key,
 147                     void *user_data)
 148 {
 149     scherzo_t *scherzo = user_data;
 150     int octave;
 151     /* Initialize to keep the compiler quiet. */
 152     pitch_name_t pitch_name = PITCH_NATURAL (C, 0);
 153     pitch_t pitch;
 154
 155     if (scherzo->challenge.note)
 156         octave = PITCH_OCTAVE (scherzo->challenge.note->pitch);
 157     else
 158         octave = scherzo->keyboard_octave;
 159
 160     switch (key->keyval) {
 161     case GDK_KEY_plus:
 162     case GDK_KEY_KP_Add:
 163     case GDK_KEY_equal:
 164     case GDK_KEY_KP_Equal:
 165         scherzo->staff_height += 4;
 166         gtk_widget_queue_draw (widget);
 167         return TRUE;
 168         break;
 169     case GDK_KEY_minus:
 170     case GDK_KEY_KP_Subtract:
 171         scherzo->staff_height -= 4;
 172         gtk_widget_queue_draw (widget);
 173         return TRUE;
 174         break;
 175     case GDK_KEY_q:
 176     case GDK_KEY_Q:
 177     case GDK_KEY_Escape:
 178         gtk_main_quit ();
 179         return FALSE;
 180     case GDK_KEY_c:
 181     case GDK_KEY_C:
 182         pitch_name = PITCH_NAME_C;
 183         break;
 184     case GDK_KEY_d:
 185     case GDK_KEY_D:
 186         pitch_name = PITCH_NAME_D;
 187         break;
 188     case GDK_KEY_e:
 189     case GDK_KEY_E:
 190         pitch_name = PITCH_NAME_E;
 191         break;
 192     case GDK_KEY_f:
 193     case GDK_KEY_F:
 194         pitch_name = PITCH_NAME_F;
 195         break;
 196     case GDK_KEY_g:
 197     case GDK_KEY_G:
 198         pitch_name = PITCH_NAME_G;
 199         break;
 200     case GDK_KEY_a:
 201     case GDK_KEY_A:
 202         pitch_name = PITCH_NAME_A;
 203         break;
 204     case GDK_KEY_b:
 205     case GDK_KEY_B:
 206         pitch_name = PITCH_NAME_B;
 207         break;
 208     case GDK_KEY_0:
 209     case GDK_KEY_1:
 210     case GDK_KEY_2:
 211     case GDK_KEY_3:
 212     case GDK_KEY_4:
 213     case GDK_KEY_5:
 214     case GDK_KEY_6:
 215     case GDK_KEY_7:
 216     case GDK_KEY_8:
 217         scherzo->keyboard_octave = key->keyval - GDK_KEY_0;
 218         break;
 219     case GDK_KEY_space:
 220         scherzo_press_pedal (scherzo);
 221         break;
 222     case GDK_KEY_Up:
 223         if (scherzo->keyboard_accidental < PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP)
 224             scherzo->keyboard_accidental++;
 225         break;
 226     case GDK_KEY_Down:
 227         if (scherzo->keyboard_accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT)
 228             scherzo->keyboard_accidental--;
 229         break;
 230     }
 231
 232     pitch = PITCH (pitch_name, scherzo->keyboard_accidental, octave);
 233
 234     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 235         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 236     {
 237         scherzo_press_note (scherzo, pitch);
 238         _judge_pitch (scherzo, pitch);
 239         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 240
 241         return TRUE;
 242     }
 243
 244
 245     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 246     return FALSE;
 247 }
 248
 249 static int
 250 on_key_release_event (unused (GtkWidget *widget),
 251                       GdkEventKey *key,
 252                       void *user_data)
 253 {
 254     scherzo_t *scherzo = user_data;
 255     int octave;
 256     /* Initialize to keep the compiler quiet. */
 257     pitch_name_t pitch_name = PITCH_NAME_C;
 258     pitch_t pitch;
 259
 260     if (scherzo->challenge.note)
 261         octave = PITCH_OCTAVE (scherzo->challenge.note->pitch);
 262     else
 263         octave = scherzo->keyboard_octave;
 264
 265     switch (key->keyval) {
 266     case GDK_KEY_c:
 267     case GDK_KEY_C:
 268         pitch_name = PITCH_NAME_C;
 269         break;
 270     case GDK_KEY_d:
 271     case GDK_KEY_D:
 272         pitch_name = PITCH_NAME_D;
 273         break;
 274     case GDK_KEY_e:
 275     case GDK_KEY_E:
 276         pitch_name = PITCH_NAME_E;
 277         break;
 278     case GDK_KEY_f:
 279     case GDK_KEY_F:
 280         pitch_name = PITCH_NAME_F;
 281         break;
 282     case GDK_KEY_g:
 283     case GDK_KEY_G:
 284         pitch_name = PITCH_NAME_G;
 285         break;
 286     case GDK_KEY_a:
 287     case GDK_KEY_A:
 288         pitch_name = PITCH_NAME_A;
 289         break;
 290     case GDK_KEY_b:
 291     case GDK_KEY_B:
 292         pitch_name = PITCH_NAME_B;
 293         break;
 294     case GDK_KEY_space:
 295         scherzo_release_pedal (scherzo);
 296         break;
 297     }
 298
 299     pitch = PITCH (pitch_name, scherzo->keyboard_accidental, octave);
 300
 301     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 302         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 303     {
 304         scherzo_release_note (scherzo, pitch);
 305         _score_challenge (scherzo);
 306         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 307
 308         return TRUE;
 309     }
 310
 311
 312     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 313     return FALSE;
 314 }
 315
 316 static unsigned char
 317 _pitch_to_midi (pitch_t pitch)
 318 {
 319     int octave = PITCH_OCTAVE (pitch);
 320     unsigned char midi_note = 12 * (octave + 1);
 321
 322     switch (PITCH_NAME (pitch)) {
 323     case PITCH_NAME_C:
 324         break;
 325     case PITCH_NAME_D:
 326         midi_note += 2;
 327         break;
 328     case PITCH_NAME_E:
 329         midi_note += 4;
 330         break;
 331     case PITCH_NAME_F:
 332         midi_note += 5;
 333         break;
 334     case PITCH_NAME_G:
 335         midi_note += 7;
 336         break;
 337     case PITCH_NAME_A:
 338         midi_note += 9;
 339         break;
 340     case PITCH_NAME_B:
 341         midi_note += 11;
 342         break;
 343     }
 344
 345     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 346     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 347         midi_note -= 2;
 348         break;
 349     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 350         midi_note -= 1;
 351         break;
 352     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 353         break;
 354     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 355         midi_note += 1;
 356         break;
 357     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 358         midi_note += 2;
 359         break;
 360     }
 361
 362     return midi_note;
 363 }
 364
 365 /* octave can optionally by NULL */
 366 static pitch_t
 367 _midi_to_pitch (unsigned char midi_note)
 368 {
 369     int octave = octave = midi_note / 12 - 1;
 370
 371     switch (midi_note % 12)
 372     {
 373     default:
 374     case 0:
 375         return PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave);
 376         break;
 377     case 1:
 378         return PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave);
 379         break;
 380     case 2:
 381         return PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave);
 382         break;
 383     case 3:
 384         return PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave);
 385         break;
 386     case 4:
 387         return PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave);
 388         break;
 389     case 5:
 390         return PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave);
 391         break;
 392     case 6:
 393         return PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave);
 394         break;
 395     case 7:
 396         return PITCH_LITERAL (G, NATURAL, octave);
 397         break;
 398     case 8:
 399         return PITCH_LITERAL (G, SHARP, octave);
 400         break;
 401     case 9:
 402         return PITCH_LITERAL (A, NATURAL, octave);
 403         break;
 404     case 10:
 405         return PITCH_LITERAL (A, SHARP, octave);
 406         break;
 407     case 11:
 408         return PITCH_LITERAL (B, NATURAL, octave);
 409         break;
 410     }
 411 }
 412
 413 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 414
 415 typedef struct analyzed_pitch {
 416     /* Original note being analzyed. */
 417     pitch_t pitch;
 418
 419     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 420     int midi_pitch;
 421
 422     /* Pitch relative to bass note. */
 423     int relative_pitch;
 424 } analyzed_pitch_t;
 425
 426 static int
 427 _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 428 {
 429     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 430
 431     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 432 }
 433
 434 static int
 435 _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 436 {
 437     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 438
 439     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 440 }
 441
 442 typedef struct modified_degree
 443 {
 444     int degree;
 445     int modification;
 446 } modified_degree_t;
 447
 448 static int
 449 _modified_degree_to_half_steps (const modified_degree_t *degree)
 450 {
 451     int half_steps;
 452     int scale_degree = degree->degree;
 453
 454     /* Restrict to actual degrees within a scale. */
 455     if (scale_degree > 7)
 456         scale_degree = (scale_degree % 8) + 1;
 457
 458     /* Number of half steps from root to specified degree within a
 459      * diatonic scale. */
 460     switch (scale_degree) {
 461     case 1:
 462         half_steps = 0;
 463         break;
 464     case 2:
 465         half_steps = 2;
 466         break;
 467     case 3:
 468         half_steps = 4;
 469         break;
 470     case 4:
 471         half_steps = 5;
 472         break;
 473     case 5:
 474         half_steps = 7;
 475         break;
 476     case 6:
 477         half_steps = 9;
 478         break;
 479     case 7:
 480         half_steps = 11;
 481         break;
 482     default:
 483         fprintf (stderr, "Internal: Invalid degree %d\n", degree->degree);
 484         exit (1);
 485         break;
 486     }
 487
 488     return half_steps + degree->modification;
 489 }
 490
 491 /* Number of half steps from 'root' up to 'pitch' (that is, counting
 492  * the steps up a chromatic scale), within the same octave. */
 493 static int
 494 _pitch_from_root_in_half_steps (pitch_t pitch, pitch_t root)
 495 {
 496     int root_midi = _pitch_to_midi (root);
 497     int pitch_midi = _pitch_to_midi (pitch);
 498
 499     while (pitch_midi < root_midi)
 500         pitch_midi += 12;
 501
 502     return (pitch_midi - root_midi) % 12;
 503 }
 504
 505 static int
 506 _chord_signature_matches (analyzed_pitch_t *pitches,
 507                           int num_pitches,
 508                           modified_degree_t *degrees,
 509                           int num_degrees,
 510                           int inversion,
 511                           pitch_t *root)
 512 {
 513 #define MAX_DEGREES 6
 514     int relative_pitches[MAX_DEGREES];
 515     int i, root_index;
 516
 517     assert (num_degrees <= MAX_DEGREES);
 518
 519     if (num_pitches != num_degrees)
 520         return 0;
 521
 522     if (inversion >= num_degrees)
 523         return 0;
 524
 525     /* We never spell simple intervals as inversions. */
 526     if (num_degrees == 2 && inversion > 0)
 527         return 0;
 528
 529     for (i = 0; i < num_degrees; i++) {
 530         /* The num_degrees is in the addition just to ensure all
 531          * inputs to the modulus operator remain positive. */
 532         int index = (i + num_degrees - inversion) % num_degrees;
 533
 534         /* Again, adding a 12 to keep things positive. */
 535         relative_pitches[index] =
 536             (12 +
 537              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[i]) -
 538              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[inversion])) % 12;
 539
 540     }
 541
 542     for (i = 0; i < num_pitches; i++)
 543         if (pitches[i].relative_pitch != relative_pitches[i])
 544             return 0;
 545
 546     root_index = (num_pitches - inversion) % num_pitches;
 547     *root = pitches[root_index].pitch;
 548
 549     return 1;
 550 }
 551
 552 static const char *
 553 _pitch_str (pitch_t pitch)
 554 {
 555     static char double_flat[] = "X𝄫";
 556     static char flat[] = "X♭";
 557     static char natural[] = "X";
 558     static char sharp[] = "X♯";
 559     static char double_sharp[] = "X𝄪";
 560     char *ret;
 561
 562     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 563     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 564         ret = double_flat;
 565         break;
 566     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 567         ret = flat;
 568         break;
 569     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 570         ret = natural;
 571         break;
 572     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 573         ret = sharp;
 574         break;
 575     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 576         ret = double_sharp;
 577         break;
 578     }
 579
 580     switch (PITCH_NAME(pitch)) {
 581     case PITCH_NAME_C:
 582         ret[0] = 'C';
 583         break;
 584     case PITCH_NAME_D:
 585         ret[0] = 'D';
 586         break;
 587     case PITCH_NAME_E:
 588         ret[0] = 'E';
 589         break;
 590     case PITCH_NAME_F:
 591         ret[0] = 'F';
 592         break;
 593     case PITCH_NAME_G:
 594         ret[0] = 'G';
 595         break;
 596     case PITCH_NAME_A:
 597         ret[0] = 'A';
 598         break;
 599     case PITCH_NAME_B:
 600         ret[0] = 'B';
 601         break;
 602     }
 603
 604     return ret;
 605 }
 606
 607 typedef struct chord_signature
 608 {
 609     int num_degrees;
 610     modified_degree_t degrees[MAX_DEGREES];
 611     const char *name;
 612 } chord_signature_t;
 613
 614 /* XXX: The superscript rise value should be relative to the current
 615  * font size. Best would be for pango to support this. See:
 616  *
 617  * https://bugzilla.gnome.org/show_bug.cgi?id=708780
 618  *
 619  * For now, these are emipirically-derived values that look reasonable
 620  * at the default size that score.c is using to draw the staff. If the
 621  * user scales the staff up or down then these will look wrong.
 622  */
 623
 624 #define SUP "<span font='33' rise='30000'>"
 625 #define PUS "</span>"
 626
 627 chord_signature_t signatures[] = {
 628     /* Octave */
 629     { 1, {{1, 0}}, "P8" },
 630
 631     /* Intervals */
 632     { 2, {{1, 0}, {2, -1}}, "m2" },
 633     { 2, {{1, 0}, {2,  0}}, "M2" },
 634     { 2, {{1, 0}, {3, -1}}, "m3" },
 635     { 2, {{1, 0}, {3,  0}}, "M3" },
 636     { 2, {{1, 0}, {4,  0}}, "P4" },
 637     { 2, {{1, 0}, {5, -1}}, "Tri-tone" },
 638     { 2, {{1, 0}, {5,  0}}, "P5" },
 639     { 2, {{1, 0}, {6, -1}}, "m6" },
 640     { 2, {{1, 0}, {6,  0}}, "M6" },
 641     { 2, {{1, 0}, {7, -1}}, "m7" },
 642     { 2, {{1, 0}, {7,  0}}, "M7" },
 643
 644     /* Triads */
 645     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}}, "sus" },
 646     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}}, SUP "+" PUS },
 647     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}}, "" },
 648     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}}, "m" },
 649     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}}, "°" },
 650     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}}, "msus2" },
 651
 652     /* Seventh chords with no 3rd */
 653     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 654     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 655     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 656     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 657     { 3, {{1, 0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 658
 659     /* Seventh chords with no 5th */
 660     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 661     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 662     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 663     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7, -1}}, "7" },
 664     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 665     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m7" },
 666     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 667     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 668
 669     /* Sixth chords */
 670     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6sus" },
 671     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6" }, /* Ambiguous with m7 */
 672     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6" },
 673     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6sus2" },
 674
 675     /* Seventh chords */
 676     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS "sus" },
 677     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS "sus" },
 678     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 679     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 680     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5sus" },
 681     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 682     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 683     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 684     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 685     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 686     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 687     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7" },
 688     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS },
 689     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS },
 690     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS },
 691     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 692     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 693     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS "sus2" },
 694     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS "sus2" },
 695     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS "sus2" }, /* Ambiguous with 7 */
 696
 697     /* The sorting for chords with degree higher than 9 is funny
 698      * to keep the array in degree order after reducing each
 699      * degree to an actual scale degree, (9 -> 2, 11 -> 4, 13 ->
 700      * 6) */
 701
 702     /* Ninth chords voiced with no 5th */
 703     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 704     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 705     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 706     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7, -1}}, "9" },
 707     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 708     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m9" },
 709     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {7, -1}}, "m♭9" },
 710     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/9" },
 711     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 712
 713     /* Sixth plus 9 */
 714     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6/9" },
 715     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/9" },
 716     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 717
 718     /* Seventh plus altered 9 */
 719     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♯9" },
 720     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♭9" },
 721     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♯9" },
 722     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♭9" },
 723
 724     /* Ninth chords */
 725     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS "sus" },
 726     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS "sus" },
 727     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 728     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 729     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS },
 730     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS },
 731     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 732     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9" },
 733     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 734     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m9" },
 735     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m♭9" },
 736     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "M9" SUP "♭5" PUS },
 737     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "9" SUP "♭5" PUS },
 738     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9♭5" PUS },
 739     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "9" PUS },
 740     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "♭9" PUS },
 741     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "9" PUS },
 742     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "♭9" PUS },
 743
 744     /* Eleventh chords */
 745     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M11" PUS },
 746     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+11" PUS },
 747     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M11" },
 748     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "11" },
 749     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M11" PUS },
 750     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m11" },
 751     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "11" PUS },
 752     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "11" PUS }
 753 };
 754
 755 static void
 756 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (pitch_t *pitch,
 757                                                pitch_t root,
 758                                                modified_degree_t *degree)
 759 {
 760     pitch_name_t name = PITCH_NAME (*pitch);
 761     pitch_accidental_t accidental = PITCH_ACCIDENTAL (*pitch);
 762     int octave = PITCH_OCTAVE (*pitch);
 763     int degree_zero_based = (degree->degree - 1) % 7;
 764     int degree_delta;
 765
 766     int note_degree_zero_based = name - PITCH_NAME (root);
 767     if (note_degree_zero_based < 0)
 768         note_degree_zero_based += 7;
 769
 770     if (note_degree_zero_based == degree_zero_based)
 771         return;
 772
 773     degree_delta = note_degree_zero_based - degree_zero_based;
 774     if (degree_delta > 3)
 775         degree_delta = - (7 - degree_delta);
 776     if (degree_delta < -3)
 777         degree_delta = - (-7 - degree_delta);
 778
 779     if (abs (degree_delta) != 1) {
 780         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot adjust a note more than one degree (%d vs. %d).\n", note_degree_zero_based + 1, degree->degree);
 781         exit (1);
 782     }
 783
 784     if (degree_delta == -1) {
 785         if (name == PITCH_NAME_B) {
 786             name = PITCH_NAME_C;
 787             octave++;
 788         } else {
 789             name++;
 790         }
 791         switch (name) {
 792         case PITCH_NAME_D:
 793         case PITCH_NAME_E:
 794         case PITCH_NAME_G:
 795         case PITCH_NAME_A:
 796         case PITCH_NAME_B:
 797             accidental -= 2;
 798             break;
 799         case PITCH_NAME_C:
 800         case PITCH_NAME_F:
 801             accidental -= 1;
 802             break;
 803         }
 804     }
 805
 806     if (degree_delta == +1) {
 807         if (name == PITCH_NAME_C) {
 808             name = PITCH_NAME_B;
 809             octave--;
 810         } else {
 811             name--;
 812         }
 813         switch (name) {
 814         case PITCH_NAME_C:
 815         case PITCH_NAME_D:
 816         case PITCH_NAME_F:
 817         case PITCH_NAME_G:
 818         case PITCH_NAME_A:
 819             accidental += 2;
 820             break;
 821         case PITCH_NAME_E:
 822         case PITCH_NAME_B:
 823             accidental += 1;
 824         }
 825     }
 826
 827     if (accidental < 0 || accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP) {
 828         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);
 829         exit (1);
 830     }
 831
 832     *pitch = PITCH (name, accidental, octave);
 833 }
 834
 835 static void
 836 _spell_chord_by_signature (pitch_group_t *chord,
 837                            int num_notes,
 838                            chord_signature_t *signature,
 839                            pitch_t root)
 840 {
 841     int i, degree, note_half_steps, degree_half_steps;
 842     int root_midi;
 843
 844     /* Sanitize root to eliminate things like double-flats,
 845      * double-sharps, Cb, E#, etc. */
 846     root_midi = _pitch_to_midi (root);
 847     root = _midi_to_pitch (root_midi);
 848
 849     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 850         note_half_steps = _pitch_from_root_in_half_steps (chord->pitches[i],
 851                                                           root);
 852         for (degree = 0; degree < signature->num_degrees; degree++) {
 853             degree_half_steps = _modified_degree_to_half_steps (&signature->degrees[degree]);
 854             if (note_half_steps == degree_half_steps) {
 855                 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (&chord->pitches[i],
 856                                                                root,
 857                                                                &signature->degrees[degree]);
 858                 break;
 859             }
 860         }
 861         if (note_half_steps != degree_half_steps) {
 862             fprintf (stderr, "Internal error: Chord and degree mis-match\n");
 863             exit (1);
 864         }
 865     }
 866 }
 867
 868 static void
 869 scherzo_analyze_chord (scherzo_t *scherzo)
 870 {
 871     void *local = talloc_new (NULL);
 872     analyzed_pitch_t *pitches;
 873     pitch_group_t *pitch_group;
 874     unsigned i, j, num_pitches;
 875     int bass_pitch, inversion;
 876     pitch_t root;
 877     chord_signature_t *match = NULL;
 878     char *chord_name;
 879
 880     if (scherzo->pedal_pressed)
 881         pitch_group = &scherzo->notes_pedaled;
 882     else
 883         pitch_group = &scherzo->notes_pressed;
 884
 885     num_pitches = pitch_group->num_pitches;
 886
 887     if (scherzo->chord) {
 888         score_remove_chord (scherzo->chord);
 889         scherzo->chord = NULL;
 890     }
 891
 892     if (num_pitches <= 1)
 893         goto DONE;
 894
 895     pitches = talloc_array (local, analyzed_pitch_t, num_pitches);
 896     if (pitches == NULL)
 897         goto DONE;
 898
 899     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 900         pitch_t pitch = pitch_group->pitches[i];
 901         pitches[i].pitch = pitch;
 902         pitches[i].midi_pitch = _pitch_to_midi (pitch);
 903         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 904         pitches[i].relative_pitch = 0;
 905     }
 906
 907     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 908     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 909            _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch);
 910
 911     bass_pitch = pitches[0].midi_pitch;
 912
 913     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 914     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 915         pitches[i].relative_pitch = pitches[i].midi_pitch - bass_pitch;
 916         while (pitches[i].relative_pitch >= 12)
 917             pitches[i].relative_pitch -= 12;
 918     }
 919
 920     /* Now, sort again by relative pitch. */
 921     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 922            _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch);
 923
 924     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 925     for (i = 0; i < num_pitches - 1; i++) {
 926             if (pitches[i+1].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch) {
 927                     j = i+1;
 928                     while (j < num_pitches &&
 929                            pitches[j].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch)
 930                     {
 931                             j++;
 932                     }
 933                     /* The loop incremented j one past the last
 934                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 935                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 936                      * the array bounds).*/
 937                     j--;
 938
 939                     if (j < num_pitches - 1) {
 940                             memmove (&pitches[i+1], &pitches[j+1],
 941                                      (num_pitches - j) * sizeof (analyzed_pitch_t));
 942                     }
 943
 944                     num_pitches -= (j - i);
 945             }
 946     }
 947
 948     for (inversion = 0; inversion < 4; inversion++) {
 949         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (signatures); i++) {
 950             if (_chord_signature_matches (pitches, num_pitches,
 951                                           signatures[i].degrees,
 952                                           signatures[i].num_degrees,
 953                                           inversion, &root))
 954             {
 955                 match = &signatures[i];
 956                 goto HAVE_MATCH;
 957             }
 958         }
 959     }
 960 HAVE_MATCH:
 961
 962     chord_name = (char *) signatures[i].name;
 963
 964     if (match) {
 965         /* Don't print root pitch for octaves and inversions,
 966          * (since a pitch name alone looks like a major triad) */
 967         if (num_pitches < 3) {
 968             chord_name = talloc_strdup (local, chord_name);
 969         } else {
 970             chord_name = talloc_asprintf (local, "%s%s",
 971                                           _pitch_str (root),
 972                                           chord_name);
 973         }
 974
 975         _spell_chord_by_signature (pitch_group, num_pitches,
 976                                    match, root);
 977     } else {
 978         chord_name = talloc_strdup (local, "?");
 979     }
 980
 981     scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
 982
 983 DONE:
 984     talloc_free (local);
 985 }
 986
 987 static void
 988 pitch_group_init (void *ctx, pitch_group_t *group)
 989 {
 990     group->ctx = ctx;
 991     group->pitches = NULL;
 992     group->size = 0;
 993     group->num_pitches = 0;
 994 }
 995
 996 static void
 997 pitch_group_add_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
 998 {
 999     int i;
1000
1001     /* Do nothing if pitch is already in group. */
1002     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1003         if (group->pitches[i] == pitch)
1004             return;
1005
1006     group->num_pitches++;
1007
1008     if (group->num_pitches > group->size) {
1009         group->size++;
1010         group->pitches = talloc_realloc (group->ctx, group->pitches,
1011                                          pitch_t, group->size);
1012
1013         if (group->pitches == NULL) {
1014             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1015             exit (1);
1016         }
1017     }
1018
1019     group->pitches[group->num_pitches - 1] = pitch;
1020 }
1021
1022 static void
1023 pitch_group_remove_pitch_at (pitch_group_t *group, int i)
1024 {
1025     if (i > group->num_pitches) {
1026         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot remove pitch %d from group with only %d %s\n",
1027                  i, group->num_pitches,
1028                  group->num_pitches == 1 ? "pitch" : "pitches");
1029         exit (1);
1030     }
1031
1032     if (i < group->num_pitches - 1) {
1033         memmove (group->pitches + i, group->pitches + i + 1,
1034                  (group->num_pitches - 1 - i) * sizeof (pitch_t));
1035     }
1036
1037     group->num_pitches--;
1038 }
1039
1040 static void
1041 pitch_group_remove_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1042 {
1043     int i;
1044
1045     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1046         if (group->pitches[i] == pitch)
1047             pitch_group_remove_pitch_at (group, i);
1048 }
1049
1050 static void
1051 scherzo_update_notes_and_chord (scherzo_t *scherzo)
1052 {
1053     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0 &&
1054         scherzo->notes_pedaled.num_pitches == 0)
1055     {
1056         score_remove_notes (scherzo->score);
1057
1058         if (scherzo->chord)
1059             score_remove_chord (scherzo->chord);
1060
1061         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1062     }
1063 }
1064
1065 static void
1066 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1067 {
1068     int i;
1069
1070     /* Do nothing if this note is already pressed. */
1071     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1072         if (scherzo->notes_pressed.pitches[i] == pitch)
1073             return;
1074
1075     pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1076
1077     if (scherzo->pedal_pressed)
1078         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, pitch);
1079
1080     /* Remove all notes from score, then add current notes. */
1081     score_remove_notes (scherzo->score);
1082
1083     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1084     {
1085         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pressed.pitches[i],
1086                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1087     }
1088
1089     for (i = 0; i < scherzo->notes_pedaled.num_pitches; i++)
1090     {
1091         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pedaled.pitches[i],
1092                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1093     }
1094
1095     scherzo_analyze_chord (scherzo);
1096 }
1097
1098 static void
1099 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1100 {
1101     pitch_group_remove_pitch (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1102
1103     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0)
1104         scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1105 }
1106
1107 static pitch_t
1108 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1109 {
1110     pitch_t pitch = _midi_to_pitch (midi_note);
1111
1112     scherzo_press_note (scherzo, pitch);
1113
1114     return pitch;
1115 }
1116
1117 static void
1118 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1119 {
1120     scherzo_release_note (scherzo, _midi_to_pitch (midi_note));
1121 }
1122
1123 static void
1124 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
1125 {
1126     int i;
1127
1128     scherzo->pedal_pressed = 1;
1129
1130     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
1131     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1132         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.pitches[i]);
1133 }
1134
1135 static void
1136 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
1137 {
1138     int i;
1139
1140     /* Remove all previously pedaled notes. */
1141     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_pitches - 1; i >=0; i--)
1142         pitch_group_remove_pitch_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
1143
1144     scherzo->pedal_pressed = 0;
1145
1146     scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1147 }
1148
1149 void
1150 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
1151 {
1152     category_t *category_unused;
1153     bool_t introduced_unused;
1154     item_t *item;
1155     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1156     pitch_name_t pitch_name;
1157     pitch_t pitch;
1158     int octave;
1159     char *s;
1160
1161     if (challenge->note) {
1162         score_remove_note (challenge->note);
1163         challenge->note = NULL;
1164     }
1165
1166     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
1167                         &challenge->bin,
1168                         &challenge->item_index,
1169                         &category_unused,
1170                         &introduced_unused);
1171
1172     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
1173
1174     s = item->challenge;
1175     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
1176         s += 7;
1177         challenge->staff = scherzo->treble;
1178     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
1179         s += 5;
1180         challenge->staff = scherzo->bass;
1181     } else {
1182         fprintf (stderr,
1183                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
1184                  s);
1185         exit (1);
1186     }
1187
1188     switch (*s) {
1189     case 'C':
1190         pitch_name = PITCH_NAME_C;
1191         break;
1192     case 'D':
1193         pitch_name = PITCH_NAME_D;
1194         break;
1195     case 'E':
1196         pitch_name = PITCH_NAME_E;
1197         break;
1198     case 'F':
1199         pitch_name = PITCH_NAME_F;
1200         break;
1201     case 'G':
1202         pitch_name = PITCH_NAME_G;
1203         break;
1204     case 'A':
1205         pitch_name = PITCH_NAME_A;
1206         break;
1207     case 'B':
1208         pitch_name = PITCH_NAME_B;
1209         break;
1210     default:
1211         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
1212         exit (1);
1213     }
1214     s++;
1215
1216     if (*s < '0' || *s > '9') {
1217         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
1218         exit (1);
1219     }
1220
1221     octave = *s - '0';
1222
1223     pitch = PITCH (pitch_name, PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL, octave);
1224
1225     challenge->note = score_staff_add_note (challenge->staff, pitch,
1226                                             SCORE_DURATION_WHOLE);
1227     challenge->satisfied = 0;
1228     challenge->mistaken = 0;
1229 }
1230
1231 /* Determine whether the user hit the correct note. */
1232 static void
1233 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1234 {
1235     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1236
1237     if (! challenge->note)
1238         return;
1239
1240     if (pitch == challenge->note->pitch)
1241         challenge->satisfied = 1;
1242     else
1243         challenge->mistaken = 1;
1244 }
1245
1246 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
1247  * mnemon and show the next note. */
1248 static void
1249 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
1250 {
1251     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1252
1253     if (! challenge->note)
1254         return;
1255
1256     if (! challenge->satisfied)
1257         return;
1258
1259     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
1260                        ! challenge->mistaken);
1261
1262     _select_challenge (scherzo);
1263 }
1264
1265 static int
1266 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
1267                unused (GIOCondition condition),
1268                void *user_data)
1269 {
1270     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
1271     scherzo_t *scherzo = user_data;
1272     ssize_t remaining;
1273     snd_seq_event_t event;
1274     pitch_t pitch;
1275     int need_redraw = FALSE;
1276
1277     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
1278
1279     next = buf;
1280     while (remaining) {
1281         long consumed;
1282
1283         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
1284                                           next, remaining, &event);
1285
1286         remaining -= consumed;
1287         next += consumed;
1288
1289         switch (event.type) {
1290         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
1291             /* Incomplete event. Nothing to do. */
1292             break;
1293         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
1294             pitch = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1295             _judge_pitch (scherzo, pitch);
1296             need_redraw = TRUE;
1297             break;
1298         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
1299             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1300             _score_challenge (scherzo);
1301             need_redraw = TRUE;
1302             break;
1303         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
1304             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1305             break;
1306         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
1307             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1308             break;
1309         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
1310             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
1311              * that universal? */
1312             if (event.data.control.param == 64) {
1313                 if (event.data.control.value == 0)
1314                     scherzo_release_pedal (scherzo);
1315                 else
1316                     scherzo_press_pedal (scherzo);
1317             } else {
1318                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
1319                          event.data.control.param, event.data.control.value);
1320             }
1321             break;
1322         default:
1323             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
1324                      event.type);
1325             break;
1326         }
1327     }
1328
1329     if (need_redraw)
1330         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1331
1332     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
1333     return TRUE;
1334 }
1335
1336 int
1337 main (int argc, char *argv[])
1338 {
1339     GtkWidget *drawing_area;
1340     scherzo_t scherzo;
1341     int err;
1342
1343     srand (time (NULL));
1344
1345     gtk_init (&argc, &argv);
1346
1347     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
1348
1349     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
1350     scherzo.staff_height = 100;
1351     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
1352
1353     score_add_brace (scherzo.score, 2);
1354     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
1355     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
1356
1357     scherzo.chord = NULL;
1358
1359     /* Default to octave 4 and natural for computer keyboard keypresses. */
1360     scherzo.keyboard_octave = 4;
1361     scherzo.keyboard_accidental = PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL;
1362
1363     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
1364     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
1365
1366     scherzo.pedal_pressed = 0;
1367
1368     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
1369     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
1370     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
1371
1372     scherzo.challenge.note = NULL;
1373 /*
1374     _select_challenge (&scherzo);
1375 */
1376
1377     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
1378     if (err) {
1379         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1380         return 1;
1381     }
1382
1383 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1384     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1385     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1386         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1387     } else {
1388         GIOChannel *channel;
1389
1390         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1391         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1392         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1393     }
1394
1395     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1396
1397     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1398
1399     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1400                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1401
1402     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1403
1404     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1405
1406     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1407                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1408                       &scherzo);
1409
1410     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1411                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1412                       &scherzo);
1413
1414     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1415                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1416                       &scherzo);
1417
1418     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1419
1420     gtk_main ();
1421
1422     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1423
1424     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1425
1426     talloc_free (scherzo.ctx);
1427
1428     return 0;
1429 }