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     /* The word "keyboard" here is referring to a "computer
  64      * keyboard". Any "piano keyboard" key knows its own octave and
  65      * accidental already. */
  66     int keyboard_octave;
  67     pitch_accidental_t keyboard_accidental;
  68
  69     int midi_fd;
  70     snd_midi_event_t *snd_midi_event;
  71
  72     mnemon_t mnemon;
  73     challenge_t challenge;
  74
  75     note_group_t notes_pressed;
  76     note_group_t notes_pedaled;
  77
  78     int pedal_pressed;
  79 } scherzo_t;
  80
  81 /* Forward declarations. */
  82 static score_note_t *
  83 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch, int octave);
  84
  85 static void
  86 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch, int octave);
  87
  88 static void
  89 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo);
  90
  91 static void
  92 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo);
  93
  94 static void
  95 _judge_note (scherzo_t *scherzo, score_note_t *note);
  96
  97 static void
  98 _score_challenge (scherzo_t *scherzo);
  99
 100 static int
 101 on_delete_event_quit (unused (GtkWidget *widget),
 102                       unused (GdkEvent *event),
 103                       unused (gpointer user_data))
 104 {
 105     gtk_main_quit ();
 106
 107     /* Returning FALSE allows the default handler for delete-event
 108      * to proceed to cleanup the widget. */
 109     return FALSE;
 110 }
 111
 112 static int
 113 on_expose_event_draw (GtkWidget *widget,
 114                       unused (GdkEventExpose *expose),
 115                       void * user_data)
 116 {
 117     scherzo_t *scherzo = user_data;
 118     score_t *score = scherzo->score;
 119     cairo_t *cr;
 120     GtkAllocation allocation;
 121     static const int pad = 10;
 122     int widget_width;
 123
 124     gtk_widget_get_allocation (widget, &allocation);
 125     widget_width = allocation.width;
 126
 127     cr = gdk_cairo_create (widget->window);
 128
 129     /* White background */
 130     cairo_set_source_rgb (cr, 1.0, 1.0, 1.0);
 131     cairo_paint (cr);
 132
 133     /* Add some padding on the sides and top */
 134     cairo_translate (cr, pad, scherzo->staff_height);
 135     score_set_staff_height (score, scherzo->staff_height);
 136     score_set_width (score, widget_width - 2 * pad);
 137
 138     score_draw (score, cr);
 139
 140     return TRUE;
 141 }
 142
 143 static int
 144 on_key_press_event (GtkWidget *widget,
 145                     GdkEventKey *key,
 146                     void *user_data)
 147 {
 148     scherzo_t *scherzo = user_data;
 149     int octave;
 150     /* Initialize to keep the compiler quiet. */
 151     pitch_name_t pitch_name = PITCH_NATURAL (C);
 152     pitch_t pitch;
 153
 154     if (scherzo->challenge.note)
 155         octave = scherzo->challenge.note->octave;
 156     else
 157         octave = scherzo->keyboard_octave;
 158
 159     switch (key->keyval) {
 160     case GDK_KEY_plus:
 161     case GDK_KEY_KP_Add:
 162     case GDK_KEY_equal:
 163     case GDK_KEY_KP_Equal:
 164         scherzo->staff_height += 4;
 165         gtk_widget_queue_draw (widget);
 166         return TRUE;
 167         break;
 168     case GDK_KEY_minus:
 169     case GDK_KEY_KP_Subtract:
 170         scherzo->staff_height -= 4;
 171         gtk_widget_queue_draw (widget);
 172         return TRUE;
 173         break;
 174     case GDK_KEY_q:
 175     case GDK_KEY_Q:
 176     case GDK_KEY_Escape:
 177         gtk_main_quit ();
 178         return FALSE;
 179     case GDK_KEY_c:
 180     case GDK_KEY_C:
 181         pitch_name = PITCH_NAME_C;
 182         break;
 183     case GDK_KEY_d:
 184     case GDK_KEY_D:
 185         pitch_name = PITCH_NAME_D;
 186         break;
 187     case GDK_KEY_e:
 188     case GDK_KEY_E:
 189         pitch_name = PITCH_NAME_E;
 190         break;
 191     case GDK_KEY_f:
 192     case GDK_KEY_F:
 193         pitch_name = PITCH_NAME_F;
 194         break;
 195     case GDK_KEY_g:
 196     case GDK_KEY_G:
 197         pitch_name = PITCH_NAME_G;
 198         break;
 199     case GDK_KEY_a:
 200     case GDK_KEY_A:
 201         pitch_name = PITCH_NAME_A;
 202         break;
 203     case GDK_KEY_b:
 204     case GDK_KEY_B:
 205         pitch_name = PITCH_NAME_B;
 206         break;
 207     case GDK_KEY_0:
 208     case GDK_KEY_1:
 209     case GDK_KEY_2:
 210     case GDK_KEY_3:
 211     case GDK_KEY_4:
 212     case GDK_KEY_5:
 213     case GDK_KEY_6:
 214     case GDK_KEY_7:
 215     case GDK_KEY_8:
 216         scherzo->keyboard_octave = key->keyval - GDK_KEY_0;
 217         break;
 218     case GDK_KEY_space:
 219         scherzo_press_pedal (scherzo);
 220         break;
 221     case GDK_KEY_Up:
 222         if (scherzo->keyboard_accidental < PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP)
 223             scherzo->keyboard_accidental++;
 224         break;
 225     case GDK_KEY_Down:
 226         if (scherzo->keyboard_accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT)
 227             scherzo->keyboard_accidental--;
 228         break;
 229     }
 230
 231     pitch = PITCH (pitch_name, scherzo->keyboard_accidental);
 232
 233     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 234         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 235     {
 236         score_note_t *note;
 237
 238         note = scherzo_press_note (scherzo, pitch, octave);
 239         _judge_note (scherzo, note);
 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.note)
 262         octave = scherzo->challenge.note->octave;
 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);
 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, octave);
 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_and_octave_to_midi (pitch_t pitch,
 319                                  int octave)
 320 {
 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 void
 368 _midi_to_pitch_and_octave (unsigned char midi_note,
 369                                  pitch_t *pitch,
 370                                  int *octave)
 371 {
 372     if (octave)
 373         *octave = midi_note / 12 - 1;
 374
 375     switch (midi_note % 12)
 376     {
 377     case 0:
 378         *pitch = PITCH_LITERAL (C, NATURAL);
 379         break;
 380     case 1:
 381         *pitch = PITCH_LITERAL (C, SHARP);
 382         break;
 383     case 2:
 384         *pitch = PITCH_LITERAL (D, NATURAL);
 385         break;
 386     case 3:
 387         *pitch = PITCH_LITERAL (D, SHARP);
 388         break;
 389     case 4:
 390         *pitch = PITCH_LITERAL (E, NATURAL);
 391         break;
 392     case 5:
 393         *pitch = PITCH_LITERAL (F, NATURAL);
 394         break;
 395     case 6:
 396         *pitch = PITCH_LITERAL (F, SHARP);
 397         break;
 398     case 7:
 399         *pitch = PITCH_LITERAL (G, NATURAL);
 400         break;
 401     case 8:
 402         *pitch = PITCH_LITERAL (G, SHARP);
 403         break;
 404     case 9:
 405         *pitch = PITCH_LITERAL (A, NATURAL);
 406         break;
 407     case 10:
 408         *pitch = PITCH_LITERAL (A, SHARP);
 409         break;
 410     case 11:
 411         *pitch = PITCH_LITERAL (B, NATURAL);
 412         break;
 413     }
 414 }
 415
 416 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 417
 418 typedef struct analyzed_note {
 419     /* Original note being analzyed. */
 420     score_note_t *note;
 421
 422     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 423     int midi_pitch;
 424
 425     /* Pitch relative to bass note. */
 426     int relative_pitch;
 427 } analyzed_note_t;
 428
 429 static int
 430 _compare_analyzed_note_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 431 {
 432     const analyzed_note_t *a = va, *b = vb;
 433
 434     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 435 }
 436
 437 static int
 438 _compare_analyzed_note_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 439 {
 440     const analyzed_note_t *a = va, *b = vb;
 441
 442     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 443 }
 444
 445 typedef struct modified_degree
 446 {
 447     int degree;
 448     int modification;
 449 } modified_degree_t;
 450
 451 static int
 452 _modified_degree_to_half_steps (const modified_degree_t *degree)
 453 {
 454     int half_steps;
 455     int scale_degree = degree->degree;
 456
 457     /* Restrict to actual degrees within a scale. */
 458     if (scale_degree > 7)
 459         scale_degree = (scale_degree % 8) + 1;
 460
 461     /* Number of half steps from root to specified degree within a
 462      * diatonic scale. */
 463     switch (scale_degree) {
 464     case 1:
 465         half_steps = 0;
 466         break;
 467     case 2:
 468         half_steps = 2;
 469         break;
 470     case 3:
 471         half_steps = 4;
 472         break;
 473     case 4:
 474         half_steps = 5;
 475         break;
 476     case 5:
 477         half_steps = 7;
 478         break;
 479     case 6:
 480         half_steps = 9;
 481         break;
 482     case 7:
 483         half_steps = 11;
 484         break;
 485     default:
 486         fprintf (stderr, "Internal: Invalid degree %d\n", degree->degree);
 487         exit (1);
 488         break;
 489     }
 490
 491     return half_steps + degree->modification;
 492 }
 493
 494 /* Number of half steps from 'root' up to 'pitch' (that is, counting
 495  * the steps up a chromatic scale). */
 496 static int
 497 _pitch_from_root_in_half_steps (pitch_t pitch, pitch_t root)
 498 {
 499     int root_midi = _pitch_and_octave_to_midi (root, 0);
 500     int pitch_midi = _pitch_and_octave_to_midi (pitch, 0);
 501
 502     if (pitch_midi < root_midi)
 503         pitch_midi += 12;
 504
 505     if (pitch_midi < root_midi) {
 506         fprintf (stderr, "Internal error: midi values differ by more than expected.\n");
 507         exit (1);
 508     }
 509
 510     return (pitch_midi - root_midi) % 12;
 511 }
 512
 513 static int
 514 _chord_signature_matches (analyzed_note_t *notes,
 515                           int num_notes,
 516                           modified_degree_t *degrees,
 517                           int num_degrees,
 518                           int inversion,
 519                           pitch_t *root)
 520 {
 521 #define MAX_DEGREES 6
 522     int relative_pitches[MAX_DEGREES];
 523     int i, root_index;
 524
 525     assert (num_degrees <= MAX_DEGREES);
 526
 527     if (num_notes != num_degrees)
 528         return 0;
 529
 530     if (inversion >= num_degrees)
 531         return 0;
 532
 533     /* We never spell simple intervals as inversions. */
 534     if (num_degrees == 2 && inversion > 0)
 535         return 0;
 536
 537     for (i = 0; i < num_degrees; i++) {
 538         /* The num_degrees is in the addition just to ensure all
 539          * inputs to the modulus operator remain positive. */
 540         int index = (i + num_degrees - inversion) % num_degrees;
 541
 542         /* Again, adding a 12 to keep things positive. */
 543         relative_pitches[index] =
 544             (12 +
 545              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[i]) -
 546              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[inversion])) % 12;
 547
 548     }
 549
 550     for (i = 0; i < num_notes; i++)
 551         if (notes[i].relative_pitch != relative_pitches[i])
 552             return 0;
 553
 554     root_index = (num_notes - inversion) % num_notes;
 555     *root = notes[root_index].note->pitch;
 556
 557     return 1;
 558 }
 559
 560 static const char *
 561 _pitch_str (pitch_t pitch)
 562 {
 563     static char double_flat[] = "X𝄫";
 564     static char flat[] = "X♭";
 565     static char natural[] = "X";
 566     static char sharp[] = "X♯";
 567     static char double_sharp[] = "X𝄪";
 568     char *ret;
 569
 570     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 571     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 572         ret = double_flat;
 573         break;
 574     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 575         ret = flat;
 576         break;
 577     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 578         ret = natural;
 579         break;
 580     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 581         ret = sharp;
 582         break;
 583     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 584         ret = double_sharp;
 585         break;
 586     }
 587
 588     switch (PITCH_NAME(pitch)) {
 589     case PITCH_NAME_C:
 590         ret[0] = 'C';
 591         break;
 592     case PITCH_NAME_D:
 593         ret[0] = 'D';
 594         break;
 595     case PITCH_NAME_E:
 596         ret[0] = 'E';
 597         break;
 598     case PITCH_NAME_F:
 599         ret[0] = 'F';
 600         break;
 601     case PITCH_NAME_G:
 602         ret[0] = 'G';
 603         break;
 604     case PITCH_NAME_A:
 605         ret[0] = 'A';
 606         break;
 607     case PITCH_NAME_B:
 608         ret[0] = 'B';
 609         break;
 610     }
 611
 612     return ret;
 613 }
 614
 615 typedef struct chord_signature
 616 {
 617     int num_degrees;
 618     modified_degree_t degrees[MAX_DEGREES];
 619     const char *name;
 620 } chord_signature_t;
 621
 622 /* XXX: The superscript rise value should be relative to the current
 623  * font size. Best would be for pango to support this. See:
 624  *
 625  * https://bugzilla.gnome.org/show_bug.cgi?id=708780
 626  *
 627  * For now, these are emipirically-derived values that look reasonable
 628  * at the default size that score.c is using to draw the staff. If the
 629  * user scales the staff up or down then these will look wrong.
 630  */
 631
 632 #define SUP "<span font='33' rise='30000'>"
 633 #define PUS "</span>"
 634
 635 chord_signature_t signatures[] = {
 636     /* Octave */
 637     { 1, {{1, 0}}, "P8" },
 638
 639     /* Intervals */
 640     { 2, {{1, 0}, {2, -1}}, "m2" },
 641     { 2, {{1, 0}, {2,  0}}, "M2" },
 642     { 2, {{1, 0}, {3, -1}}, "m3" },
 643     { 2, {{1, 0}, {3,  0}}, "M3" },
 644     { 2, {{1, 0}, {4,  0}}, "P4" },
 645     { 2, {{1, 0}, {5, -1}}, "Tri-tone" },
 646     { 2, {{1, 0}, {5,  0}}, "P5" },
 647     { 2, {{1, 0}, {6, -1}}, "m6" },
 648     { 2, {{1, 0}, {6,  0}}, "M6" },
 649     { 2, {{1, 0}, {7, -1}}, "m7" },
 650     { 2, {{1, 0}, {7,  0}}, "M7" },
 651
 652     /* Triads */
 653     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}}, "sus" },
 654     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}}, SUP "+" PUS },
 655     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}}, "" },
 656     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}}, "m" },
 657     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}}, "°" },
 658     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}}, "msus2" },
 659
 660     /* Seventh chords with no 3rd */
 661     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 662     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 663     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 664     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 665     { 3, {{1, 0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 666
 667     /* Seventh chords with no 5th */
 668     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 669     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 670     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 671     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7, -1}}, "7" },
 672     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 673     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m7" },
 674     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 675     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 676
 677     /* Sixth chords */
 678     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6sus" },
 679     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6" }, /* Ambiguous with m7 */
 680     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6" },
 681     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6sus2" },
 682
 683     /* Seventh chords */
 684     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS "sus" },
 685     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS "sus" },
 686     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 687     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 688     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5sus" },
 689     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 690     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 691     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 692     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 693     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 694     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 695     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7" },
 696     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS },
 697     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS },
 698     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS },
 699     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 700     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 701     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS "sus2" },
 702     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS "sus2" },
 703     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS "sus2" }, /* Ambiguous with 7 */
 704
 705     /* The sorting for chords with degree higher than 9 is funny
 706      * to keep the array in degree order after reducing each
 707      * degree to an actual scale degree, (9 -> 2, 11 -> 4, 13 ->
 708      * 6) */
 709
 710     /* Ninth chords voiced with no 5th */
 711     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 712     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 713     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 714     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7, -1}}, "9" },
 715     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 716     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m9" },
 717     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {7, -1}}, "m♭9" },
 718     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/9" },
 719     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 720
 721     /* Sixth plus 9 */
 722     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6/9" },
 723     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/9" },
 724     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 725
 726     /* Seventh plus altered 9 */
 727     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♯9" },
 728     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♭9" },
 729     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♯9" },
 730     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♭9" },
 731
 732     /* Ninth chords */
 733     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS "sus" },
 734     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS "sus" },
 735     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 736     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 737     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS },
 738     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS },
 739     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 740     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9" },
 741     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 742     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m9" },
 743     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m♭9" },
 744     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "M9" SUP "♭5" PUS },
 745     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "9" SUP "♭5" PUS },
 746     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9♭5" PUS },
 747     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "9" PUS },
 748     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "♭9" PUS },
 749     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "9" PUS },
 750     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "♭9" PUS },
 751
 752     /* Eleventh chords */
 753     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M11" PUS },
 754     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+11" PUS },
 755     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M11" },
 756     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "11" },
 757     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M11" PUS },
 758     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m11" },
 759     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "11" PUS },
 760     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "11" PUS }
 761 };
 762
 763 static void
 764 scherzo_adjust_note_to_match_modified_degree (score_note_t *note,
 765                                               pitch_t root,
 766                                               modified_degree_t *degree)
 767 {
 768     pitch_name_t name = PITCH_NAME (note->pitch);
 769     pitch_accidental_t accidental = PITCH_ACCIDENTAL (note->pitch);
 770     int degree_zero_based = (degree->degree - 1) % 7;
 771     int degree_delta;
 772
 773     int note_degree_zero_based = name - PITCH_NAME (root);
 774     if (note_degree_zero_based < 0)
 775         note_degree_zero_based += 7;
 776
 777     if (note_degree_zero_based == degree_zero_based)
 778         return;
 779
 780     degree_delta = note_degree_zero_based - degree_zero_based;
 781     if (degree_delta > 3)
 782         degree_delta = - (7 - degree_delta);
 783     if (degree_delta < -3)
 784         degree_delta = - (-7 - degree_delta);
 785
 786     if (abs (degree_delta) != 1) {
 787         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot adjust a note more than one degree (%d vs. %d).\n", note_degree_zero_based + 1, degree->degree);
 788         exit (1);
 789     }
 790
 791     if (degree_delta == -1) {
 792         if (name == PITCH_NAME_B) {
 793             name = PITCH_NAME_C;
 794             note->octave++;
 795         } else {
 796             name++;
 797         }
 798         switch (name) {
 799         case PITCH_NAME_D:
 800         case PITCH_NAME_E:
 801         case PITCH_NAME_G:
 802         case PITCH_NAME_A:
 803         case PITCH_NAME_B:
 804             accidental -= 2;
 805             break;
 806         case PITCH_NAME_C:
 807         case PITCH_NAME_F:
 808             accidental -= 1;
 809             break;
 810         }
 811     }
 812
 813     if (degree_delta == +1) {
 814         if (name == PITCH_NAME_C) {
 815             name = PITCH_NAME_B;
 816             note->octave--;
 817         } else {
 818             name--;
 819         }
 820         switch (name) {
 821         case PITCH_NAME_C:
 822         case PITCH_NAME_D:
 823         case PITCH_NAME_F:
 824         case PITCH_NAME_G:
 825         case PITCH_NAME_A:
 826             accidental += 2;
 827             break;
 828         case PITCH_NAME_E:
 829         case PITCH_NAME_B:
 830             accidental += 1;
 831         }
 832     }
 833
 834     if (accidental < 0 || accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP) {
 835         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);
 836         exit (1);
 837     }
 838
 839     note->pitch = PITCH (name, accidental);
 840 }
 841
 842 static void
 843 _spell_chord_by_signature (note_group_t *chord,
 844                            int num_notes,
 845                            chord_signature_t *signature,
 846                            pitch_t root)
 847 {
 848     int i, degree, note_half_steps, degree_half_steps;
 849     int root_midi;
 850
 851     /* Sanitize root to eliminate things like double-flats,
 852      * double-sharps, Cb, E#, etc. */
 853     root_midi = _pitch_and_octave_to_midi (root, 0);
 854     _midi_to_pitch_and_octave (root_midi, &root, NULL);
 855
 856     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 857         note_half_steps = _pitch_from_root_in_half_steps (chord->notes[i]->pitch,
 858                                                           root);
 859         for (degree = 0; degree < signature->num_degrees; degree++) {
 860             degree_half_steps = _modified_degree_to_half_steps (&signature->degrees[degree]);
 861             if (note_half_steps == degree_half_steps) {
 862                 scherzo_adjust_note_to_match_modified_degree (chord->notes[i],
 863                                                               root,
 864                                                               &signature->degrees[degree]);
 865                 break;
 866             }
 867         }
 868         if (note_half_steps != degree_half_steps) {
 869             fprintf (stderr, "Internal error: Chord and degree mis-match\n");
 870             exit (1);
 871         }
 872     }
 873 }
 874
 875 static void
 876 scherzo_analyze_chord (scherzo_t *scherzo)
 877 {
 878     void *local = talloc_new (NULL);
 879     analyzed_note_t *notes;
 880     note_group_t *note_group;
 881     unsigned i, j, num_notes;
 882     int bass_pitch, inversion;
 883     pitch_t root;
 884     chord_signature_t *match = NULL;
 885     char *chord_name;
 886
 887     if (scherzo->pedal_pressed)
 888         note_group = &scherzo->notes_pedaled;
 889     else
 890         note_group = &scherzo->notes_pressed;
 891
 892     num_notes = note_group->num_notes;
 893
 894     if (scherzo->chord) {
 895         score_remove_chord (scherzo->chord);
 896         scherzo->chord = NULL;
 897     }
 898
 899     if (num_notes <= 1)
 900         goto DONE;
 901
 902     notes = talloc_array (local, analyzed_note_t, num_notes);
 903     if (notes == NULL)
 904         goto DONE;
 905
 906     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 907         score_note_t *note = note_group->notes[i];
 908         notes[i].note = note;
 909         notes[i].midi_pitch = _pitch_and_octave_to_midi (note->pitch,
 910                                                                note->octave);
 911         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 912         notes[i].relative_pitch = 0;
 913     }
 914
 915     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 916     qsort (notes, num_notes, sizeof (analyzed_note_t),
 917            _compare_analyzed_note_by_midi_pitch);
 918
 919     bass_pitch = notes[0].midi_pitch;
 920
 921     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 922     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 923         notes[i].relative_pitch = notes[i].midi_pitch - bass_pitch;
 924         while (notes[i].relative_pitch >= 12)
 925             notes[i].relative_pitch -= 12;
 926     }
 927
 928     /* Now, sort again by relative pitch. */
 929     qsort (notes, num_notes, sizeof (analyzed_note_t),
 930            _compare_analyzed_note_by_relative_pitch);
 931
 932     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 933     for (i = 0; i < num_notes - 1; i++) {
 934             if (notes[i+1].relative_pitch == notes[i].relative_pitch) {
 935                     j = i+1;
 936                     while (j < num_notes &&
 937                            notes[j].relative_pitch == notes[i].relative_pitch)
 938                     {
 939                             j++;
 940                     }
 941                     /* The loop incremented j one past the last
 942                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 943                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 944                      * the array bounds).*/
 945                     j--;
 946
 947                     if (j < num_notes - 1) {
 948                             memmove (&notes[i+1], &notes[j+1],
 949                                      (num_notes - j) * sizeof (analyzed_note_t));
 950                     }
 951
 952                     num_notes -= (j - i);
 953             }
 954     }
 955
 956     for (inversion = 0; inversion < 4; inversion++) {
 957         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (signatures); i++) {
 958             if (_chord_signature_matches (notes, num_notes,
 959                                           signatures[i].degrees,
 960                                           signatures[i].num_degrees,
 961                                           inversion, &root))
 962             {
 963                 match = &signatures[i];
 964                 goto HAVE_MATCH;
 965             }
 966         }
 967     }
 968 HAVE_MATCH:
 969
 970     chord_name = (char *) signatures[i].name;
 971
 972     if (match) {
 973         /* Don't print root pitch for octaves and inversions,
 974          * (since a pitch name alone looks like a major triad) */
 975         if (num_notes < 3) {
 976             chord_name = talloc_strdup (local, chord_name);
 977         } else {
 978             chord_name = talloc_asprintf (local, "%s%s",
 979                                           _pitch_str (root),
 980                                           chord_name);
 981         }
 982
 983         _spell_chord_by_signature (note_group, num_notes,
 984                                    match, root);
 985     } else {
 986         chord_name = talloc_strdup (local, "?");
 987     }
 988
 989     scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
 990
 991 DONE:
 992     talloc_free (local);
 993 }
 994
 995 static void
 996 note_group_init (void *ctx, note_group_t *group)
 997 {
 998     group->ctx = ctx;
 999     group->notes = NULL;
1000     group->size = 0;
1001     group->num_notes = 0;
1002 }
1003
1004 static void
1005 note_group_add_note (note_group_t *group, score_note_t *note)
1006 {
1007     int i;
1008
1009     /* Do nothing if note is already in group. */
1010     for (i = 0; i < group->num_notes; i++) {
1011         if (group->notes[i]->pitch == note->pitch &&
1012             group->notes[i]->octave == note->octave)
1013         {
1014             return;
1015         }
1016     }
1017
1018     group->num_notes++;
1019
1020     if (group->num_notes > group->size) {
1021         group->size++;
1022         group->notes = talloc_realloc (group->ctx, group->notes,
1023                                        score_note_t*, group->size);
1024
1025         if (group->notes == NULL) {
1026             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1027             exit (1);
1028         }
1029     }
1030
1031     group->notes[group->num_notes - 1] = note;
1032 }
1033
1034 static void
1035 note_group_remove_note_at (note_group_t *group, int i)
1036 {
1037     if (i >= group->num_notes) {
1038         fprintf (stderr, "Internal error: No note to remove at index %d\n", i);
1039         exit (1);
1040     }
1041
1042     if (i < group->num_notes - 1) {
1043         memmove (group->notes + i, group->notes + i + 1,
1044                  (group->num_notes - 1 - i) * sizeof (score_note_t*));
1045     }
1046     group->num_notes--;
1047 }
1048
1049 static score_note_t *
1050 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch, int octave)
1051 {
1052     score_staff_t *staff;
1053     score_note_t *note;
1054     int i;
1055
1056     if (scherzo->challenge.note) {
1057         staff = scherzo->challenge.staff;
1058     } else if (octave >= 4) {
1059         staff = scherzo->treble;
1060     } else {
1061         staff = scherzo->bass;
1062     }
1063
1064     /* Do nothing if this note is already pressed. */
1065     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++) {
1066         if (scherzo->notes_pressed.notes[i]->pitch == pitch &&
1067             scherzo->notes_pressed.notes[i]->octave == octave)
1068         {
1069             return scherzo->notes_pressed.notes[i];
1070         }
1071     }
1072
1073     note = score_add_note (staff, pitch, octave, SCORE_DURATION_WHOLE);
1074
1075     note_group_add_note (&scherzo->notes_pressed, note);
1076
1077     if (scherzo->pedal_pressed)
1078         note_group_add_note (&scherzo->notes_pedaled, note);
1079
1080     scherzo_analyze_chord (scherzo);
1081
1082     return note;
1083 }
1084
1085 static void
1086 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch, int octave)
1087 {
1088     score_note_t *note;
1089     int i;
1090     int found = 0;
1091     int target_midi = _pitch_and_octave_to_midi (pitch, octave);
1092     int note_midi;
1093
1094     for (i = scherzo->notes_pressed.num_notes - 1; i >=0; i--) {
1095         note = scherzo->notes_pressed.notes[i];
1096         note_midi = _pitch_and_octave_to_midi (note->pitch, note->octave);
1097         if (note_midi == target_midi) {
1098             found = 1;
1099             if (! scherzo->pedal_pressed)
1100                 score_remove_note (note);
1101             note_group_remove_note_at (&scherzo->notes_pressed, i);
1102         }
1103     }
1104
1105     if (found == 0) {
1106         fprintf (stderr, "Internal error: Failed to find note to release.\n");
1107     }
1108
1109     scherzo_analyze_chord (scherzo);
1110 }
1111
1112 static score_note_t *
1113 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1114 {
1115     pitch_t pitch;
1116     int octave;
1117
1118     _midi_to_pitch_and_octave (midi_note, &pitch, &octave);
1119
1120     return scherzo_press_note (scherzo, pitch, octave);
1121 }
1122
1123 static void
1124 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1125 {
1126     pitch_t pitch;
1127     int octave;
1128
1129     _midi_to_pitch_and_octave (midi_note, &pitch, &octave);
1130
1131     scherzo_release_note (scherzo, pitch, octave);
1132 }
1133
1134 static void
1135 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
1136 {
1137     int i;
1138
1139     scherzo->pedal_pressed = 1;
1140
1141     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
1142     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++)
1143         note_group_add_note (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.notes[i]);
1144 }
1145
1146 static void
1147 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
1148 {
1149     score_note_t *note, *new_note;
1150     int i;
1151
1152     /* Make new notes in score for all pressed notes. */
1153     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++) {
1154         note = scherzo->notes_pressed.notes[i];
1155         new_note = score_add_note (note->staff, note->pitch, note->octave, note->duration);
1156         scherzo->notes_pressed.notes[i] = new_note;
1157     }
1158
1159     /* Then remove all previously pedaled notes from the score. */
1160     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_notes - 1; i >=0; i--) {
1161         note = scherzo->notes_pedaled.notes[i];
1162         score_remove_note (note);
1163         note_group_remove_note_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
1164     }
1165
1166     scherzo->pedal_pressed = 0;
1167
1168     scherzo_analyze_chord (scherzo);
1169
1170     gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1171 }
1172
1173 void
1174 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
1175 {
1176     category_t *category_unused;
1177     bool_t introduced_unused;
1178     item_t *item;
1179     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1180     pitch_t pitch;
1181     int octave;
1182     char *s;
1183
1184     if (challenge->note) {
1185         score_remove_note (challenge->note);
1186         challenge->note = NULL;
1187     }
1188
1189     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
1190                         &challenge->bin,
1191                         &challenge->item_index,
1192                         &category_unused,
1193                         &introduced_unused);
1194
1195     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
1196
1197     s = item->challenge;
1198     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
1199         s += 7;
1200         challenge->staff = scherzo->treble;
1201     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
1202         s += 5;
1203         challenge->staff = scherzo->bass;
1204     } else {
1205         fprintf (stderr,
1206                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
1207                  s);
1208         exit (1);
1209     }
1210
1211     switch (*s) {
1212     case 'C':
1213         pitch = PITCH_NATURAL (C);
1214         break;
1215     case 'D':
1216         pitch = PITCH_NATURAL (D);
1217         break;
1218     case 'E':
1219         pitch = PITCH_NATURAL (E);
1220         break;
1221     case 'F':
1222         pitch = PITCH_NATURAL (F);
1223         break;
1224     case 'G':
1225         pitch = PITCH_NATURAL (G);
1226         break;
1227     case 'A':
1228         pitch = PITCH_NATURAL (A);
1229         break;
1230     case 'B':
1231         pitch = PITCH_NATURAL (B);
1232         break;
1233     default:
1234         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
1235         exit (1);
1236     }
1237     s++;
1238
1239     if (*s < '0' || *s > '9') {
1240         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
1241         exit (1);
1242     }
1243
1244     octave = *s - '0';
1245
1246     challenge->note = score_add_note (challenge->staff, pitch, octave,
1247                                       SCORE_DURATION_WHOLE);
1248     challenge->satisfied = 0;
1249     challenge->mistaken = 0;
1250 }
1251
1252 /* Determine whether the user hit the correct note. */
1253 static void
1254 _judge_note (scherzo_t *scherzo, score_note_t *note)
1255 {
1256     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1257
1258     if (! scherzo->challenge.note) {
1259         score_set_note_color_rgb (note, 0.0, 0.0, 0.0); /* black */
1260         return;
1261     }
1262
1263     if (note->pitch == challenge->note->pitch &&
1264         note->octave == challenge->note->octave)
1265     {
1266         challenge->satisfied = 1;
1267         score_set_note_color_rgb (note, 18/256., 130/256., 28/256.); /* green */
1268     }
1269     else
1270     {
1271         challenge->mistaken = 1;
1272         score_set_note_color_rgb (note, 184/256., 4/256., 22/256.); /* red */
1273     }
1274 }
1275
1276 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
1277  * mnemon and show the next note. */
1278 static void
1279 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
1280 {
1281     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1282
1283     if (! challenge->note)
1284         return;
1285
1286     if (! challenge->satisfied)
1287         return;
1288
1289     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
1290                        ! challenge->mistaken);
1291
1292     _select_challenge (scherzo);
1293 }
1294
1295 static int
1296 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
1297                unused (GIOCondition condition),
1298                void *user_data)
1299 {
1300     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
1301     scherzo_t *scherzo = user_data;
1302     ssize_t remaining;
1303     snd_seq_event_t event;
1304     score_note_t *note;
1305     int need_redraw = FALSE;
1306
1307     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
1308
1309     next = buf;
1310     while (remaining) {
1311         long consumed;
1312
1313         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
1314                                           next, remaining, &event);
1315
1316         remaining -= consumed;
1317         next += consumed;
1318
1319         switch (event.type) {
1320         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
1321             /* Incomplete event. Nothing to do. */
1322             break;
1323         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
1324             note = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1325             _judge_note (scherzo, note);
1326             need_redraw = TRUE;
1327             break;
1328         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
1329             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1330             _score_challenge (scherzo);
1331             need_redraw = TRUE;
1332             break;
1333         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
1334             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1335             break;
1336         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
1337             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1338             break;
1339         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
1340             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
1341              * that universal? */
1342             if (event.data.control.param == 64) {
1343                 if (event.data.control.value == 0)
1344                     scherzo_release_pedal (scherzo);
1345                 else
1346                     scherzo_press_pedal (scherzo);
1347             } else {
1348                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
1349                          event.data.control.param, event.data.control.value);
1350             }
1351             break;
1352         default:
1353             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
1354                      event.type);
1355             break;
1356         }
1357     }
1358
1359     if (need_redraw)
1360         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1361
1362     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
1363     return TRUE;
1364 }
1365
1366 int
1367 main (int argc, char *argv[])
1368 {
1369     GtkWidget *drawing_area;
1370     scherzo_t scherzo;
1371     int err;
1372
1373     srand (time (NULL));
1374
1375     gtk_init (&argc, &argv);
1376
1377     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
1378
1379     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
1380     scherzo.staff_height = 100;
1381     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
1382
1383     score_add_brace (scherzo.score, 2);
1384     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
1385     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
1386
1387     scherzo.chord = NULL;
1388
1389     /* Default to octave 4 and natural for computer keyboard keypresses. */
1390     scherzo.keyboard_octave = 4;
1391     scherzo.keyboard_accidental = PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL;
1392
1393     note_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
1394     note_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
1395
1396     scherzo.pedal_pressed = 0;
1397
1398     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
1399     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
1400     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
1401
1402     scherzo.challenge.note = NULL;
1403 /*
1404     _select_challenge (&scherzo);
1405 */
1406
1407     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
1408     if (err) {
1409         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1410         return 1;
1411     }
1412
1413 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1414     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1415     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1416         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1417     } else {
1418         GIOChannel *channel;
1419
1420         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1421         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1422         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1423     }
1424
1425     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1426
1427     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1428
1429     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1430                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1431
1432     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1433
1434     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1435
1436     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1437                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1438                       &scherzo);
1439
1440     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1441                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1442                       &scherzo);
1443
1444     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1445                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1446                       &scherzo);
1447
1448     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1449
1450     gtk_main ();
1451
1452     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1453
1454     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1455
1456     talloc_free (scherzo.ctx);
1457
1458     return 0;
1459 }