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

   1 /* scherzo - Music notation training
   2  *
   3  * Copyright © 2010 Carl Worth
   4  *
   5  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/ .
  17  */
  18
  19 #include <gtk/gtk.h>
  20 #include <gdk/gdkkeysyms.h>
  21
  22 #include <asoundlib.h>
  23
  24 #include "score.h"
  25 #include "mnemon.h"
  26
  27 #define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof(arr[0]))
  28
  29 #define unused(foo) foo __attribute__((unused))
  30
  31 #define MIDI_BUF_SIZE 4096
  32
  33 typedef struct challenge
  34 {
  35     bin_t *bin;
  36     int item_index;
  37     score_staff_t *staff;
  38     score_note_t *note;
  39
  40     int satisfied;
  41     int mistaken;
  42 } challenge_t;
  43
  44 typedef struct note_group
  45 {
  46     void *ctx;
  47     score_note_t **notes;
  48     int size;
  49     int num_notes;
  50 } note_group_t;
  51
  52 typedef struct scherzo
  53 {
  54     void *ctx;
  55
  56     GtkWidget *window;
  57     score_t *score;
  58     int staff_height;
  59     score_staff_t *treble;
  60     score_staff_t *bass;
  61     score_chord_t *chord;
  62
  63     /* This is for a "computer keyboard". Any "piano keyboard" key
  64      * knows its own octave. */
  65     int keyboard_octave;
  66
  67     int midi_fd;
  68     snd_midi_event_t *snd_midi_event;
  69
  70     mnemon_t mnemon;
  71     challenge_t challenge;
  72
  73     note_group_t notes_pressed;
  74     note_group_t notes_pedaled;
  75
  76     int pedal_pressed;
  77 } scherzo_t;
  78
  79 /* Forward declarations. */
  80 static score_note_t *
  81 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave);
  82
  83 static void
  84 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave);
  85
  86 static void
  87 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo);
  88
  89 static void
  90 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo);
  91
  92 static void
  93 _judge_note (scherzo_t *scherzo, score_note_t *note);
  94
  95 static void
  96 _score_challenge (scherzo_t *scherzo);
  97
  98 static int
  99 on_delete_event_quit (unused (GtkWidget *widget),
 100                       unused (GdkEvent *event),
 101                       unused (gpointer user_data))
 102 {
 103     gtk_main_quit ();
 104
 105     /* Returning FALSE allows the default handler for delete-event
 106      * to proceed to cleanup the widget. */
 107     return FALSE;
 108 }
 109
 110 static int
 111 on_expose_event_draw (GtkWidget *widget,
 112                       unused (GdkEventExpose *expose),
 113                       void * user_data)
 114 {
 115     scherzo_t *scherzo = user_data;
 116     score_t *score = scherzo->score;
 117     cairo_t *cr;
 118     GtkAllocation allocation;
 119     static const int pad = 10;
 120     int widget_width;
 121
 122     gtk_widget_get_allocation (widget, &allocation);
 123     widget_width = allocation.width;
 124
 125     cr = gdk_cairo_create (widget->window);
 126
 127     /* White background */
 128     cairo_set_source_rgb (cr, 1.0, 1.0, 1.0);
 129     cairo_paint (cr);
 130
 131     /* Add some padding on the sides and top */
 132     cairo_translate (cr, pad, scherzo->staff_height);
 133     score_set_staff_height (score, scherzo->staff_height);
 134     score_set_width (score, widget_width - 2 * pad);
 135
 136     score_draw (score, cr);
 137
 138     return TRUE;
 139 }
 140
 141 static int
 142 on_key_press_event (GtkWidget *widget,
 143                     GdkEventKey *key,
 144                     void *user_data)
 145 {
 146     scherzo_t *scherzo = user_data;
 147     int octave;
 148     score_pitch_t pitch;
 149
 150     if (scherzo->challenge.note)
 151         octave = scherzo->challenge.note->octave;
 152     else
 153         octave = scherzo->keyboard_octave;
 154
 155     switch (key->keyval) {
 156     case GDK_KEY_plus:
 157     case GDK_KEY_KP_Add:
 158     case GDK_KEY_equal:
 159     case GDK_KEY_KP_Equal:
 160         scherzo->staff_height += 4;
 161         gtk_widget_queue_draw (widget);
 162         return TRUE;
 163         break;
 164     case GDK_KEY_minus:
 165     case GDK_KEY_KP_Subtract:
 166         scherzo->staff_height -= 4;
 167         gtk_widget_queue_draw (widget);
 168         return TRUE;
 169         break;
 170     case GDK_KEY_q:
 171     case GDK_KEY_Q:
 172     case GDK_KEY_Escape:
 173         gtk_main_quit ();
 174         return FALSE;
 175     case GDK_KEY_c:
 176     case GDK_KEY_C:
 177         pitch = SCORE_PITCH_C;
 178         break;
 179     case GDK_KEY_d:
 180     case GDK_KEY_D:
 181         pitch = SCORE_PITCH_D;
 182         break;
 183     case GDK_KEY_e:
 184     case GDK_KEY_E:
 185         pitch = SCORE_PITCH_E;
 186         break;
 187     case GDK_KEY_f:
 188     case GDK_KEY_F:
 189         pitch = SCORE_PITCH_F;
 190         break;
 191     case GDK_KEY_g:
 192     case GDK_KEY_G:
 193         pitch = SCORE_PITCH_G;
 194         break;
 195     case GDK_KEY_a:
 196     case GDK_KEY_A:
 197         pitch = SCORE_PITCH_A;
 198         break;
 199     case GDK_KEY_b:
 200     case GDK_KEY_B:
 201         pitch = SCORE_PITCH_B;
 202         break;
 203     case GDK_KEY_0:
 204     case GDK_KEY_1:
 205     case GDK_KEY_2:
 206     case GDK_KEY_3:
 207     case GDK_KEY_4:
 208     case GDK_KEY_5:
 209     case GDK_KEY_6:
 210     case GDK_KEY_7:
 211     case GDK_KEY_8:
 212         scherzo->keyboard_octave = key->keyval - GDK_KEY_0;
 213         break;
 214     case GDK_KEY_space:
 215         scherzo_press_pedal (scherzo);
 216         break;
 217     }
 218
 219     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 220         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 221     {
 222         score_note_t *note;
 223
 224         note = scherzo_press_note (scherzo, pitch, octave);
 225         _judge_note (scherzo, note);
 226         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 227
 228         return TRUE;
 229     }
 230
 231
 232     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 233     return FALSE;
 234 }
 235
 236 static int
 237 on_key_release_event (unused (GtkWidget *widget),
 238                       GdkEventKey *key,
 239                       void *user_data)
 240 {
 241     scherzo_t *scherzo = user_data;
 242     int octave;
 243     score_pitch_t pitch;
 244
 245     if (scherzo->challenge.note)
 246         octave = scherzo->challenge.note->octave;
 247     else
 248         octave = scherzo->keyboard_octave;
 249
 250     switch (key->keyval) {
 251     case GDK_KEY_c:
 252     case GDK_KEY_C:
 253         pitch = SCORE_PITCH_C;
 254         break;
 255     case GDK_KEY_d:
 256     case GDK_KEY_D:
 257         pitch = SCORE_PITCH_D;
 258         break;
 259     case GDK_KEY_e:
 260     case GDK_KEY_E:
 261         pitch = SCORE_PITCH_E;
 262         break;
 263     case GDK_KEY_f:
 264     case GDK_KEY_F:
 265         pitch = SCORE_PITCH_F;
 266         break;
 267     case GDK_KEY_g:
 268     case GDK_KEY_G:
 269         pitch = SCORE_PITCH_G;
 270         break;
 271     case GDK_KEY_a:
 272     case GDK_KEY_A:
 273         pitch = SCORE_PITCH_A;
 274         break;
 275     case GDK_KEY_b:
 276     case GDK_KEY_B:
 277         pitch = SCORE_PITCH_B;
 278         break;
 279     case GDK_KEY_space:
 280         scherzo_release_pedal (scherzo);
 281         break;
 282     }
 283
 284     if ((key->keyval >= GDK_KEY_A && key->keyval <= GDK_KEY_G) ||
 285         (key->keyval >= GDK_KEY_a && key->keyval <= GDK_KEY_g))
 286     {
 287         scherzo_release_note (scherzo, pitch, octave);
 288         _score_challenge (scherzo);
 289         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 290
 291         return TRUE;
 292     }
 293
 294
 295     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 296     return FALSE;
 297 }
 298
 299 static unsigned char
 300 _score_pitch_and_octave_to_midi (score_pitch_t pitch,
 301                                  int octave)
 302 {
 303     unsigned char midi_note = 12 * (octave + 1);
 304
 305     switch (SCORE_PITCH_NAME (pitch)) {
 306     case SCORE_PITCH_NAME_C:
 307         break;
 308     case SCORE_PITCH_NAME_D:
 309         midi_note += 2;
 310         break;
 311     case SCORE_PITCH_NAME_E:
 312         midi_note += 4;
 313         break;
 314     case SCORE_PITCH_NAME_F:
 315         midi_note += 5;
 316         break;
 317     case SCORE_PITCH_NAME_G:
 318         midi_note += 7;
 319         break;
 320     case SCORE_PITCH_NAME_A:
 321         midi_note += 9;
 322         break;
 323     case SCORE_PITCH_NAME_B:
 324         midi_note += 11;
 325         break;
 326     }
 327
 328     switch (SCORE_PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 329     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 330         midi_note -= 2;
 331         break;
 332     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 333         midi_note -= 1;
 334         break;
 335     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 336         break;
 337     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 338         midi_note += 1;
 339         break;
 340     case SCORE_PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 341         midi_note += 2;
 342         break;
 343     }
 344
 345     return midi_note;
 346 }
 347
 348 static void
 349 _midi_to_score_pitch_and_octave (unsigned char midi_note,
 350                                  score_pitch_t *pitch,
 351                                  int *octave)
 352 {
 353     *octave = midi_note / 12 - 1;
 354
 355     switch (midi_note % 12)
 356     {
 357     case 0:
 358         *pitch = SCORE_PITCH_C;
 359         break;
 360     case 1:
 361         *pitch = SCORE_PITCH_Cs;
 362         break;
 363     case 2:
 364         *pitch = SCORE_PITCH_D;
 365         break;
 366     case 3:
 367         *pitch = SCORE_PITCH_Ds;
 368         break;
 369     case 4:
 370         *pitch = SCORE_PITCH_E;
 371         break;
 372     case 5:
 373         *pitch = SCORE_PITCH_F;
 374         break;
 375     case 6:
 376         *pitch = SCORE_PITCH_Fs;
 377         break;
 378     case 7:
 379         *pitch = SCORE_PITCH_G;
 380         break;
 381     case 8:
 382         *pitch = SCORE_PITCH_Gs;
 383         break;
 384     case 9:
 385         *pitch = SCORE_PITCH_A;
 386         break;
 387     case 10:
 388         *pitch = SCORE_PITCH_As;
 389         break;
 390     case 11:
 391         *pitch = SCORE_PITCH_B;
 392         break;
 393     }
 394 }
 395
 396 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 397
 398 typedef struct analyzed_note {
 399     /* Original note being analzyed. */
 400     score_note_t *note;
 401
 402     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 403     int midi_pitch;
 404
 405     /* Pitch relative to bass note. */
 406     int relative_pitch;
 407 } analyzed_note_t;
 408
 409 static int
 410 _compare_analyzed_note_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 411 {
 412     const analyzed_note_t *a = va, *b = vb;
 413
 414     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 415 }
 416
 417 static int
 418 _compare_analyzed_note_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 419 {
 420     const analyzed_note_t *a = va, *b = vb;
 421
 422     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 423 }
 424
 425 static int
 426 _chord_signature_matches (analyzed_note_t *notes,
 427                           int num_notes,
 428                           int *signature_pitches,
 429                           int num_signature_pitches)
 430 {
 431     int i;
 432
 433     if (num_notes != num_signature_pitches)
 434             return 0;
 435
 436     for (i = 0; i < num_notes; i++)
 437         if (notes[i].relative_pitch != signature_pitches[i])
 438             return 0;
 439
 440     return 1;
 441 }
 442
 443 static void
 444 scherzo_analyze_chord (scherzo_t *scherzo)
 445 {
 446     void *local = talloc_new (NULL);
 447     analyzed_note_t *notes;
 448     note_group_t *note_group;
 449     unsigned i, j, num_notes;
 450     int bass_pitch;
 451     const char *chord_name = NULL;
 452
 453     if (scherzo->pedal_pressed)
 454         note_group = &scherzo->notes_pedaled;
 455     else
 456         note_group = &scherzo->notes_pressed;
 457
 458     num_notes = note_group->num_notes;
 459
 460     struct { int pitches[1]; const char *name; } octaves[] = {
 461         { {0}, "Octave"}
 462     };
 463
 464     struct { int pitches[2]; const char *name; } intervals[] = {
 465         { {0, 1}, "Minor 2nd"},
 466         { {0, 2}, "Major 2nd"},
 467         { {0, 3}, "Minor 3rd"},
 468         { {0, 4}, "Major 3rd"},
 469         { {0, 5}, "Perfect 4th"},
 470         { {0, 6}, "Diminished 5th/Augmented 4th"},
 471         { {0, 7}, "Perfect 5th"},
 472         { {0, 8}, "Minor 6th"},
 473         { {0, 9}, "Major 6th"},
 474         { {0, 10}, "Minor 7th"},
 475         { {0, 11}, "Major 7th"}
 476     };
 477
 478     struct { int pitches[3]; const char *name; } triads[] = {
 479         { {0, 4, 8}, "Augmented triad" },
 480         { {0, 4, 7}, "Major triad" },
 481         { {0, 3, 7}, "Minor triad" },
 482         { {0, 3, 6}, "Diminished triad" }
 483     };
 484
 485     struct { int pitches[4]; const char *name; } sevenths[] = {
 486         { {0, 4, 8, 11}, "Augmented/major 7" },
 487         { {0, 4, 8, 10}, "Augmented 7" },
 488         { {0, 4, 7, 11}, "Major 7" },
 489         { {0, 4, 7, 10}, "Dominant 7" },
 490         { {0, 3, 7, 11}, "Minor/major 7" },
 491         { {0, 3, 7, 10}, "Minor 7" },
 492         { {0, 3, 6, 11}, "Diminished/major 7" },
 493         { {0, 3, 6, 10}, "Half-diminished 7" },
 494         { {0, 3, 6, 9},  "Diminished 7" }
 495     };
 496
 497     if (scherzo->chord) {
 498         score_remove_chord (scherzo->chord);
 499         scherzo->chord = NULL;
 500     }
 501
 502     if (num_notes <= 1)
 503         goto DONE;
 504
 505     notes = talloc_array (local, analyzed_note_t, num_notes);
 506     if (notes == NULL)
 507         goto DONE;
 508
 509     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 510         score_note_t *note = note_group->notes[i];
 511         notes[i].note = note;
 512         notes[i].midi_pitch = _score_pitch_and_octave_to_midi (note->pitch,
 513                                                                note->octave);
 514         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 515         notes[i].relative_pitch = 0;
 516     }
 517
 518     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 519     qsort (notes, num_notes, sizeof (analyzed_note_t),
 520            _compare_analyzed_note_by_midi_pitch);
 521
 522     bass_pitch = notes[0].midi_pitch;
 523
 524     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 525     for (i = 0; i < num_notes; i++) {
 526         notes[i].relative_pitch = notes[i].midi_pitch - bass_pitch;
 527         while (notes[i].relative_pitch >= 12)
 528             notes[i].relative_pitch -= 12;
 529     }
 530
 531     /* Now, sort again by relative pitch. */
 532     qsort (notes, num_notes, sizeof (analyzed_note_t),
 533            _compare_analyzed_note_by_relative_pitch);
 534
 535     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 536     for (i = 0; i < num_notes - 1; i++) {
 537             if (notes[i+1].relative_pitch == notes[i].relative_pitch) {
 538                     j = i+1;
 539                     while (j < num_notes &&
 540                            notes[j].relative_pitch == notes[i].relative_pitch)
 541                     {
 542                             j++;
 543                     }
 544                     /* The loop incremented j one past the last
 545                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 546                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 547                      * the array bounds).*/
 548                     j--;
 549
 550                     if (j < num_notes - 1) {
 551                             memmove (&notes[i+1], &notes[j+1],
 552                                      (num_notes - j) * sizeof (analyzed_note_t));
 553                     }
 554
 555                     num_notes -= (j - i);
 556             }
 557     }
 558
 559     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (octaves); i++) {
 560         if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, octaves[i].pitches, 1))
 561             chord_name = octaves[i].name;
 562     }
 563
 564     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (intervals); i++) {
 565         if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, intervals[i].pitches, 2))
 566             chord_name = intervals[i].name;
 567     }
 568
 569     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (triads); i++) {
 570         if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, triads[i].pitches, 3))
 571             chord_name = triads[i].name;
 572     }
 573
 574     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sevenths); i++) {
 575         if (_chord_signature_matches (notes, num_notes, sevenths[i].pitches, 4))
 576             chord_name = sevenths[i].name;
 577     }
 578
 579     if (chord_name)
 580         scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
 581     else
 582         scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, "Unknown or not a chord");
 583
 584 DONE:
 585     talloc_free (local);
 586 }
 587
 588 static void
 589 note_group_init (void *ctx, note_group_t *group)
 590 {
 591     group->ctx = ctx;
 592     group->notes = NULL;
 593     group->size = 0;
 594     group->num_notes = 0;
 595 }
 596
 597 static void
 598 note_group_add_note (note_group_t *group, score_note_t *note)
 599 {
 600     int i;
 601
 602     /* Do nothing if note is already in group. */
 603     for (i = 0; i < group->num_notes; i++) {
 604         if (group->notes[i]->pitch == note->pitch &&
 605             group->notes[i]->octave == note->octave)
 606         {
 607             return;
 608         }
 609     }
 610
 611     group->num_notes++;
 612
 613     if (group->num_notes > group->size) {
 614         group->size++;
 615         group->notes = talloc_realloc (group->ctx, group->notes,
 616                                        score_note_t*, group->size);
 617
 618         if (group->notes == NULL) {
 619             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
 620             exit (1);
 621         }
 622     }
 623
 624     group->notes[group->num_notes - 1] = note;
 625 }
 626
 627 static void
 628 note_group_remove_note_at (note_group_t *group, int i)
 629 {
 630     if (i >= group->num_notes) {
 631         fprintf (stderr, "Internal error: No note to remove at index %d\n", i);
 632         exit (1);
 633     }
 634
 635     if (i < group->num_notes - 1) {
 636         memmove (group->notes + i, group->notes + i + 1,
 637                  (group->num_notes - 1 - i) * sizeof (score_note_t*));
 638     }
 639     group->num_notes--;
 640 }
 641
 642 static score_note_t *
 643 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave)
 644 {
 645     score_staff_t *staff;
 646     score_note_t *note;
 647     int i;
 648
 649     if (scherzo->challenge.note) {
 650         staff = scherzo->challenge.staff;
 651     } else if (octave >= 4) {
 652         staff = scherzo->treble;
 653     } else {
 654         staff = scherzo->bass;
 655     }
 656
 657     /* Do nothing if this note is already pressed. */
 658     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++) {
 659         if (scherzo->notes_pressed.notes[i]->pitch == pitch &&
 660             scherzo->notes_pressed.notes[i]->octave == octave)
 661         {
 662             return scherzo->notes_pressed.notes[i];
 663         }
 664     }
 665
 666     note = score_add_note (staff, pitch, octave, SCORE_DURATION_WHOLE);
 667
 668     note_group_add_note (&scherzo->notes_pressed, note);
 669
 670     if (scherzo->pedal_pressed)
 671         note_group_add_note (&scherzo->notes_pedaled, note);
 672
 673     scherzo_analyze_chord (scherzo);
 674
 675     return note;
 676 }
 677
 678 static void
 679 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, score_pitch_t pitch, int octave)
 680 {
 681     score_note_t *note;
 682     int i;
 683     int found = 0;
 684
 685     for (i = scherzo->notes_pressed.num_notes - 1; i >=0; i--) {
 686         note = scherzo->notes_pressed.notes[i];
 687         if (note->pitch == pitch && note->octave == octave) {
 688             found = 1;
 689             if (! scherzo->pedal_pressed)
 690                 score_remove_note (note);
 691             note_group_remove_note_at (&scherzo->notes_pressed, i);
 692         }
 693     }
 694
 695     if (found == 0) {
 696         fprintf (stderr, "Internal error: Failed to find note to release.\n");
 697     }
 698
 699     scherzo_analyze_chord (scherzo);
 700 }
 701
 702 static score_note_t *
 703 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
 704 {
 705     score_pitch_t pitch;
 706     int octave;
 707
 708     _midi_to_score_pitch_and_octave (midi_note, &pitch, &octave);
 709
 710     return scherzo_press_note (scherzo, pitch, octave);
 711 }
 712
 713 static void
 714 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
 715 {
 716     score_pitch_t pitch;
 717     int octave;
 718
 719     _midi_to_score_pitch_and_octave (midi_note, &pitch, &octave);
 720
 721     scherzo_release_note (scherzo, pitch, octave);
 722 }
 723
 724 static void
 725 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
 726 {
 727     int i;
 728
 729     scherzo->pedal_pressed = 1;
 730
 731     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
 732     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++)
 733         note_group_add_note (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.notes[i]);
 734 }
 735
 736 static void
 737 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
 738 {
 739     score_note_t *note, *new_note;
 740     int i;
 741
 742     /* Make new notes in score for all pressed notes. */
 743     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_notes; i++) {
 744         note = scherzo->notes_pressed.notes[i];
 745         new_note = score_add_note (note->staff, note->pitch, note->octave, note->duration);
 746         scherzo->notes_pressed.notes[i] = new_note;
 747     }
 748
 749     /* Then remove all previously pedaled notes from the score. */
 750     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_notes - 1; i >=0; i--) {
 751         note = scherzo->notes_pedaled.notes[i];
 752         score_remove_note (note);
 753         note_group_remove_note_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
 754     }
 755
 756     scherzo->pedal_pressed = 0;
 757
 758     scherzo_analyze_chord (scherzo);
 759
 760     gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 761 }
 762
 763 void
 764 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
 765 {
 766     category_t *category_unused;
 767     bool_t introduced_unused;
 768     item_t *item;
 769     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
 770     score_pitch_t pitch;
 771     int octave;
 772     char *s;
 773
 774     if (challenge->note) {
 775         score_remove_note (challenge->note);
 776         challenge->note = NULL;
 777     }
 778
 779     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
 780                         &challenge->bin,
 781                         &challenge->item_index,
 782                         &category_unused,
 783                         &introduced_unused);
 784
 785     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
 786
 787     s = item->challenge;
 788     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
 789         s += 7;
 790         challenge->staff = scherzo->treble;
 791     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
 792         s += 5;
 793         challenge->staff = scherzo->bass;
 794     } else {
 795         fprintf (stderr,
 796                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
 797                  s);
 798         exit (1);
 799     }
 800
 801     switch (*s) {
 802     case 'C':
 803         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(C, NATURAL);
 804         break;
 805     case 'D':
 806         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(D, NATURAL);
 807         break;
 808     case 'E':
 809         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(E, NATURAL);
 810         break;
 811     case 'F':
 812         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(F, NATURAL);
 813         break;
 814     case 'G':
 815         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(G, NATURAL);
 816         break;
 817     case 'A':
 818         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(A, NATURAL);
 819         break;
 820     case 'B':
 821         pitch = SCORE_PITCH_VALUE(B, NATURAL);
 822         break;
 823     default:
 824         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
 825         exit (1);
 826     }
 827     s++;
 828
 829     if (*s < '0' || *s > '9') {
 830         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
 831         exit (1);
 832     }
 833
 834     octave = *s - '0';
 835
 836     challenge->note = score_add_note (challenge->staff, pitch, octave,
 837                                       SCORE_DURATION_WHOLE);
 838     challenge->satisfied = 0;
 839     challenge->mistaken = 0;
 840 }
 841
 842 /* Determine whether the user hit the correct note. */
 843 static void
 844 _judge_note (scherzo_t *scherzo, score_note_t *note)
 845 {
 846     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
 847
 848     if (! scherzo->challenge.note) {
 849         score_set_note_color_rgb (note, 0.0, 0.0, 0.0); /* black */
 850         return;
 851     }
 852
 853     if (note->pitch == challenge->note->pitch &&
 854         note->octave == challenge->note->octave)
 855     {
 856         challenge->satisfied = 1;
 857         score_set_note_color_rgb (note, 18/256., 130/256., 28/256.); /* green */
 858     }
 859     else
 860     {
 861         challenge->mistaken = 1;
 862         score_set_note_color_rgb (note, 184/256., 4/256., 22/256.); /* red */
 863     }
 864 }
 865
 866 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
 867  * mnemon and show the next note. */
 868 static void
 869 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
 870 {
 871     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
 872
 873     if (! challenge->note)
 874         return;
 875
 876     if (! challenge->satisfied)
 877         return;
 878
 879     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
 880                        ! challenge->mistaken);
 881
 882     _select_challenge (scherzo);
 883 }
 884
 885 static int
 886 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
 887                unused (GIOCondition condition),
 888                void *user_data)
 889 {
 890     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
 891     scherzo_t *scherzo = user_data;
 892     ssize_t remaining;
 893     snd_seq_event_t event;
 894     score_note_t *note;
 895     int need_redraw = FALSE;
 896
 897     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
 898
 899     next = buf;
 900     while (remaining) {
 901         long consumed;
 902
 903         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
 904                                           next, remaining, &event);
 905
 906         remaining -= consumed;
 907         next += consumed;
 908
 909         switch (event.type) {
 910         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
 911             /* Incomplete event. Nothing to do. */
 912             break;
 913         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
 914             note = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
 915             _judge_note (scherzo, note);
 916             need_redraw = TRUE;
 917             break;
 918         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
 919             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
 920             _score_challenge (scherzo);
 921             need_redraw = TRUE;
 922             break;
 923         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
 924             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
 925             break;
 926         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
 927             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
 928             break;
 929         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
 930             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
 931              * that universal? */
 932             if (event.data.control.param == 64) {
 933                 if (event.data.control.value == 0)
 934                     scherzo_release_pedal (scherzo);
 935                 else
 936                     scherzo_press_pedal (scherzo);
 937             } else {
 938                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
 939                          event.data.control.param, event.data.control.value);
 940             }
 941             break;
 942         default:
 943             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
 944                      event.type);
 945             break;
 946         }
 947     }
 948
 949     if (need_redraw)
 950         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 951
 952     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
 953     return TRUE;
 954 }
 955
 956 int
 957 main (int argc, char *argv[])
 958 {
 959     GtkWidget *drawing_area;
 960     scherzo_t scherzo;
 961     int err;
 962
 963     srand (time (NULL));
 964
 965     gtk_init (&argc, &argv);
 966
 967     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
 968
 969     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
 970     scherzo.staff_height = 100;
 971     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
 972
 973     score_add_brace (scherzo.score, 2);
 974     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
 975     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
 976
 977     scherzo.chord = NULL;
 978
 979     /* Default to octave 4 for computer keyboard keypresses. */
 980     scherzo.keyboard_octave = 4;
 981
 982     note_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
 983     note_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
 984
 985     scherzo.pedal_pressed = 0;
 986
 987     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
 988     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
 989     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
 990
 991     scherzo.challenge.note = NULL;
 992 /*
 993     _select_challenge (&scherzo);
 994 */
 995
 996     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
 997     if (err) {
 998         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
 999         return 1;
1000     }
1001
1002 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1003     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1004     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1005         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1006     } else {
1007         GIOChannel *channel;
1008
1009         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1010         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1011         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1012     }
1013
1014     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1015
1016     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1017
1018     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1019                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1020
1021     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1022
1023     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1024
1025     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1026                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1027                       &scherzo);
1028
1029     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1030                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1031                       &scherzo);
1032
1033     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1034                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1035                       &scherzo);
1036
1037     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1038
1039     gtk_main ();
1040
1041     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1042
1043     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1044
1045     talloc_free (scherzo.ctx);
1046
1047     return 0;
1048 }