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

   1 /* scherzo - Music notation training
   2  *
   3  * Copyright © 2010 Carl Worth
   4  *
   5  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/ .
  17  */
  18
  19 #include <gtk/gtk.h>
  20 #include <gdk/gdkkeysyms.h>
  21
  22 #include <asoundlib.h>
  23
  24 #include "score.h"
  25 #include "mnemon.h"
  26
  27 #define ARRAY_SIZE(arr) ((int) (sizeof(arr) / sizeof(arr[0])))
  28
  29 #define unused(foo) foo __attribute__((unused))
  30
  31 #define MIDI_BUF_SIZE 4096
  32
  33 typedef struct challenge
  34 {
  35     int active;
  36     bin_t *bin;
  37     int item_index;
  38     score_staff_t *staff;
  39     pitch_t pitch;
  40
  41     int satisfied;
  42     int mistaken;
  43 } challenge_t;
  44
  45 typedef struct pitch_group
  46 {
  47     void *ctx;
  48     pitch_t *pitches;
  49     int size;
  50     int num_pitches;
  51 } pitch_group_t;
  52
  53 typedef struct scherzo
  54 {
  55     void *ctx;
  56
  57     GtkWidget *window;
  58     score_t *score;
  59     int staff_height;
  60
  61     score_staff_t *treble;
  62     score_staff_t *bass;
  63     score_chord_t *chord;
  64
  65     /* The word "keyboard" here is referring to a "computer
  66      * keyboard". Any "piano keyboard" key knows its own octave and
  67      * accidental already. */
  68     int keyboard_octave;
  69
  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
  81     pitch_t key;
  82 } scherzo_t;
  83
  84 /* Forward declarations. */
  85 static void
  86 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  87
  88 static void
  89 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  90
  91 static void
  92 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo);
  93
  94 static void
  95 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo);
  96
  97 static void
  98 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch);
  99
 100 static void
 101 _score_challenge (scherzo_t *scherzo);
 102
 103 static int
 104 on_delete_event_quit (unused (GtkWidget *widget),
 105                       unused (GdkEvent *event),
 106                       unused (gpointer user_data))
 107 {
 108     gtk_main_quit ();
 109
 110     /* Returning FALSE allows the default handler for delete-event
 111      * to proceed to cleanup the widget. */
 112     return FALSE;
 113 }
 114
 115 static int
 116 on_expose_event_draw (GtkWidget *widget,
 117                       unused (GdkEventExpose *expose),
 118                       void * user_data)
 119 {
 120     scherzo_t *scherzo = user_data;
 121     score_t *score = scherzo->score;
 122     cairo_t *cr;
 123     GtkAllocation allocation;
 124     static const int pad = 10;
 125     int widget_width;
 126
 127     gtk_widget_get_allocation (widget, &allocation);
 128     widget_width = allocation.width;
 129
 130     cr = gdk_cairo_create (widget->window);
 131
 132     /* White background */
 133     cairo_set_source_rgb (cr, 1.0, 1.0, 1.0);
 134     cairo_paint (cr);
 135
 136     /* Add some padding on the sides and top */
 137     cairo_translate (cr, pad, scherzo->staff_height);
 138     score_set_staff_height (score, scherzo->staff_height);
 139     score_set_width (score, widget_width - 2 * pad);
 140
 141     score_draw (score, cr);
 142
 143     return TRUE;
 144 }
 145
 146 static int
 147 on_key_press_event (GtkWidget *widget,
 148                     GdkEventKey *key,
 149                     void *user_data)
 150 {
 151     scherzo_t *scherzo = user_data;
 152     int octave;
 153     pitch_t pitch = PITCH_NOT_A_PITCH;
 154
 155     if (scherzo->challenge.active)
 156         octave = PITCH_OCTAVE (scherzo->challenge.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_Escape:
 176         gtk_main_quit ();
 177         return FALSE;
 178     /* Map a piano keyboard onto the computer keyboard with white keys
 179      * along the home row, (piano C on computer A, up to next octave
 180      * higher C on computer K). Black keys are in the expected
 181      * positions, (C# is W, D# is E, etc.).
 182      */
 183     case GDK_KEY_a:
 184     case GDK_KEY_A:
 185         pitch = PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave);
 186         break;
 187     case GDK_KEY_s:
 188     case GDK_KEY_S:
 189         pitch = PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave);
 190         break;
 191     case GDK_KEY_d:
 192     case GDK_KEY_D:
 193         pitch = PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave);
 194         break;
 195     case GDK_KEY_f:
 196     case GDK_KEY_F:
 197         pitch = PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave);
 198         break;
 199     case GDK_KEY_g:
 200     case GDK_KEY_G:
 201         pitch = PITCH_LITERAL (G, NATURAL, octave);
 202         break;
 203     case GDK_KEY_h:
 204     case GDK_KEY_H:
 205         pitch = PITCH_LITERAL (A, NATURAL, octave);
 206         break;
 207     case GDK_KEY_j:
 208     case GDK_KEY_J:
 209         pitch = PITCH_LITERAL (B, NATURAL, octave);
 210         break;
 211     case GDK_KEY_k:
 212     case GDK_KEY_K:
 213         pitch = PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave + 1);
 214         break;
 215     case GDK_KEY_l:
 216     case GDK_KEY_L:
 217         pitch = PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave + 1);
 218         break;
 219     case GDK_KEY_semicolon:
 220     case GDK_KEY_colon:
 221         pitch = PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave + 1);
 222         break;
 223     case GDK_KEY_apostrophe:
 224     case GDK_KEY_quotedbl:
 225         pitch = PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave + 1);
 226         break;
 227     case GDK_KEY_w:
 228     case GDK_KEY_W:
 229         pitch = PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave);
 230         break;
 231     case GDK_KEY_e:
 232     case GDK_KEY_E:
 233         pitch = PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave);
 234         break;
 235     case GDK_KEY_t:
 236     case GDK_KEY_T:
 237         pitch = PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave);
 238         break;
 239     case GDK_KEY_y:
 240     case GDK_KEY_Y:
 241         pitch = PITCH_LITERAL (G, SHARP, octave);
 242         break;
 243     case GDK_KEY_u:
 244     case GDK_KEY_U:
 245         pitch = PITCH_LITERAL (A, SHARP, octave);
 246         break;
 247     case GDK_KEY_o:
 248     case GDK_KEY_O:
 249         pitch = PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave + 1);
 250         break;
 251     case GDK_KEY_p:
 252     case GDK_KEY_P:
 253         pitch = PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave + 1);
 254         break;
 255     case GDK_KEY_bracketright:
 256     case GDK_KEY_braceright:
 257         pitch = PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave + 1);
 258         break;
 259     case GDK_KEY_0:
 260     case GDK_KEY_1:
 261     case GDK_KEY_2:
 262     case GDK_KEY_3:
 263     case GDK_KEY_4:
 264     case GDK_KEY_5:
 265     case GDK_KEY_6:
 266     case GDK_KEY_7:
 267     case GDK_KEY_8:
 268         scherzo->keyboard_octave = key->keyval - GDK_KEY_0;
 269         break;
 270     case GDK_KEY_space:
 271         scherzo_press_pedal (scherzo);
 272         break;
 273     }
 274
 275     if (pitch != PITCH_NOT_A_PITCH)
 276     {
 277         scherzo_press_note (scherzo, pitch);
 278         _judge_pitch (scherzo, pitch);
 279         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 280
 281         return TRUE;
 282     }
 283
 284
 285     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 286     return FALSE;
 287 }
 288
 289 static int
 290 on_key_release_event (unused (GtkWidget *widget),
 291                       GdkEventKey *key,
 292                       void *user_data)
 293 {
 294     scherzo_t *scherzo = user_data;
 295     int octave;
 296     pitch_t pitch = PITCH_NOT_A_PITCH;
 297
 298     if (scherzo->challenge.active)
 299         octave = PITCH_OCTAVE (scherzo->challenge.pitch);
 300     else
 301         octave = scherzo->keyboard_octave;
 302
 303     switch (key->keyval) {
 304     case GDK_KEY_a:
 305     case GDK_KEY_A:
 306         pitch = PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave);
 307         break;
 308     case GDK_KEY_s:
 309     case GDK_KEY_S:
 310         pitch = PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave);
 311         break;
 312     case GDK_KEY_d:
 313     case GDK_KEY_D:
 314         pitch = PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave);
 315         break;
 316     case GDK_KEY_f:
 317     case GDK_KEY_F:
 318         pitch = PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave);
 319         break;
 320     case GDK_KEY_g:
 321     case GDK_KEY_G:
 322         pitch = PITCH_LITERAL (G, NATURAL, octave);
 323         break;
 324     case GDK_KEY_h:
 325     case GDK_KEY_H:
 326         pitch = PITCH_LITERAL (A, NATURAL, octave);
 327         break;
 328     case GDK_KEY_j:
 329     case GDK_KEY_J:
 330         pitch = PITCH_LITERAL (B, NATURAL, octave);
 331         break;
 332     case GDK_KEY_k:
 333     case GDK_KEY_K:
 334         pitch = PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave + 1);
 335         break;
 336     case GDK_KEY_l:
 337     case GDK_KEY_L:
 338         pitch = PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave + 1);
 339         break;
 340     case GDK_KEY_semicolon:
 341     case GDK_KEY_colon:
 342         pitch = PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave + 1);
 343         break;
 344     case GDK_KEY_apostrophe:
 345     case GDK_KEY_quotedbl:
 346         pitch = PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave + 1);
 347         break;
 348     case GDK_KEY_w:
 349     case GDK_KEY_W:
 350         pitch = PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave);
 351         break;
 352     case GDK_KEY_e:
 353     case GDK_KEY_E:
 354         pitch = PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave);
 355         break;
 356     case GDK_KEY_t:
 357     case GDK_KEY_T:
 358         pitch = PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave);
 359         break;
 360     case GDK_KEY_y:
 361     case GDK_KEY_Y:
 362         pitch = PITCH_LITERAL (G, SHARP, octave);
 363         break;
 364     case GDK_KEY_u:
 365     case GDK_KEY_U:
 366         pitch = PITCH_LITERAL (A, SHARP, octave);
 367         break;
 368     case GDK_KEY_o:
 369     case GDK_KEY_O:
 370         pitch = PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave + 1);
 371         break;
 372     case GDK_KEY_p:
 373     case GDK_KEY_P:
 374         pitch = PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave + 1);
 375         break;
 376     case GDK_KEY_bracketright:
 377     case GDK_KEY_braceright:
 378         pitch = PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave + 1);
 379         break;
 380     case GDK_KEY_space:
 381         scherzo_release_pedal (scherzo);
 382         break;
 383     }
 384
 385     if (pitch != PITCH_NOT_A_PITCH)
 386     {
 387         scherzo_release_note (scherzo, pitch);
 388         _score_challenge (scherzo);
 389         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
 390
 391         return TRUE;
 392     }
 393
 394
 395     /* Allow an unhandled event to propagate to other handlers. */
 396     return FALSE;
 397 }
 398
 399 static unsigned char
 400 _pitch_to_midi (pitch_t pitch)
 401 {
 402     int octave = PITCH_OCTAVE (pitch);
 403     unsigned char midi_note = 12 * (octave + 1);
 404
 405     switch (PITCH_NAME (pitch)) {
 406     case PITCH_NAME_C:
 407         break;
 408     case PITCH_NAME_D:
 409         midi_note += 2;
 410         break;
 411     case PITCH_NAME_E:
 412         midi_note += 4;
 413         break;
 414     case PITCH_NAME_F:
 415         midi_note += 5;
 416         break;
 417     case PITCH_NAME_G:
 418         midi_note += 7;
 419         break;
 420     case PITCH_NAME_A:
 421         midi_note += 9;
 422         break;
 423     case PITCH_NAME_B:
 424         midi_note += 11;
 425         break;
 426     }
 427
 428     switch (PITCH_ACCIDENTAL (pitch)) {
 429     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_FLAT:
 430         midi_note -= 2;
 431         break;
 432     case PITCH_ACCIDENTAL_FLAT:
 433         midi_note -= 1;
 434         break;
 435     case PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL:
 436         break;
 437     case PITCH_ACCIDENTAL_SHARP:
 438         midi_note += 1;
 439         break;
 440     case PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP:
 441         midi_note += 2;
 442         break;
 443     }
 444
 445     return midi_note;
 446 }
 447
 448 /* octave can optionally by NULL */
 449 static pitch_t
 450 _midi_to_pitch (unsigned char midi_note)
 451 {
 452     int octave = octave = midi_note / 12 - 1;
 453
 454     switch (midi_note % 12)
 455     {
 456     default:
 457     case 0:
 458         return PITCH_LITERAL (C, NATURAL, octave);
 459         break;
 460     case 1:
 461         return PITCH_LITERAL (C, SHARP, octave);
 462         break;
 463     case 2:
 464         return PITCH_LITERAL (D, NATURAL, octave);
 465         break;
 466     case 3:
 467         return PITCH_LITERAL (D, SHARP, octave);
 468         break;
 469     case 4:
 470         return PITCH_LITERAL (E, NATURAL, octave);
 471         break;
 472     case 5:
 473         return PITCH_LITERAL (F, NATURAL, octave);
 474         break;
 475     case 6:
 476         return PITCH_LITERAL (F, SHARP, octave);
 477         break;
 478     case 7:
 479         return PITCH_LITERAL (G, NATURAL, octave);
 480         break;
 481     case 8:
 482         return PITCH_LITERAL (G, SHARP, octave);
 483         break;
 484     case 9:
 485         return PITCH_LITERAL (A, NATURAL, octave);
 486         break;
 487     case 10:
 488         return PITCH_LITERAL (A, SHARP, octave);
 489         break;
 490     case 11:
 491         return PITCH_LITERAL (B, NATURAL, octave);
 492         break;
 493     }
 494 }
 495
 496 /* Return true if 'a' and 'b' sound identical, (even if spelled differently)
 497  *
 498  * This comparison considers octaves as significant. So Bb and A# in
 499  * the same octave are considered enharmonic, but Bb and A# in
 500  * different octaves are not. */
 501 static int
 502 _pitches_are_enharmonic (pitch_t a, pitch_t b)
 503 {
 504     return _pitch_to_midi (a) == _pitch_to_midi (b);
 505 }
 506
 507 /* Determine a chord name (if any) from the current notes pressed */
 508
 509 typedef struct analyzed_pitch {
 510     /* Original note being analzyed. */
 511     pitch_t pitch;
 512
 513     /* Absolute pitch (expressed as midi number). */
 514     int midi_pitch;
 515
 516     /* Pitch relative to bass note. */
 517     int relative_pitch;
 518 } analyzed_pitch_t;
 519
 520 static int
 521 _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch (const void *va, const void *vb)
 522 {
 523     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 524
 525     return a->midi_pitch - b->midi_pitch;
 526 }
 527
 528 static int
 529 _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch (const void *va, const void *vb)
 530 {
 531     const analyzed_pitch_t *a = va, *b = vb;
 532
 533     return a->relative_pitch - b->relative_pitch;
 534 }
 535
 536 typedef struct modified_degree
 537 {
 538     int degree;
 539     int modification;
 540 } modified_degree_t;
 541
 542 static int
 543 _modified_degree_to_half_steps (const modified_degree_t *degree)
 544 {
 545     int half_steps;
 546     int scale_degree = degree->degree;
 547
 548     /* Restrict to actual degrees within a scale. */
 549     if (scale_degree > 7)
 550         scale_degree = (scale_degree % 8) + 1;
 551
 552     /* Number of half steps from root to specified degree within a
 553      * diatonic scale. */
 554     switch (scale_degree) {
 555     case 1:
 556         half_steps = 0;
 557         break;
 558     case 2:
 559         half_steps = 2;
 560         break;
 561     case 3:
 562         half_steps = 4;
 563         break;
 564     case 4:
 565         half_steps = 5;
 566         break;
 567     case 5:
 568         half_steps = 7;
 569         break;
 570     case 6:
 571         half_steps = 9;
 572         break;
 573     case 7:
 574         half_steps = 11;
 575         break;
 576     default:
 577         fprintf (stderr, "Internal: Invalid degree %d\n", degree->degree);
 578         exit (1);
 579         break;
 580     }
 581
 582     return half_steps + degree->modification;
 583 }
 584
 585 /* Number of half steps from 'root' up to 'pitch' (that is, counting
 586  * the steps up a chromatic scale), within the same octave. */
 587 static int
 588 _pitch_from_root_in_half_steps (pitch_t pitch, pitch_t root)
 589 {
 590     int root_midi = _pitch_to_midi (root);
 591     int pitch_midi = _pitch_to_midi (pitch);
 592
 593     while (pitch_midi < root_midi)
 594         pitch_midi += 12;
 595
 596     return (pitch_midi - root_midi) % 12;
 597 }
 598
 599 static int
 600 _chord_signature_matches (analyzed_pitch_t *pitches,
 601                           int num_pitches,
 602                           modified_degree_t *degrees,
 603                           int num_degrees,
 604                           int inversion,
 605                           pitch_t *root)
 606 {
 607 #define MAX_DEGREES 6
 608     int relative_pitches[MAX_DEGREES];
 609     int i, root_index;
 610
 611     assert (num_degrees <= MAX_DEGREES);
 612
 613     if (num_pitches != num_degrees)
 614         return 0;
 615
 616     if (inversion >= num_degrees)
 617         return 0;
 618
 619     /* We never spell simple intervals as inversions. */
 620     if (num_degrees == 2 && inversion > 0)
 621         return 0;
 622
 623     for (i = 0; i < num_degrees; i++) {
 624         /* The num_degrees is in the addition just to ensure all
 625          * inputs to the modulus operator remain positive. */
 626         int index = (i + num_degrees - inversion) % num_degrees;
 627
 628         /* Again, adding a 12 to keep things positive. */
 629         relative_pitches[index] =
 630             (12 +
 631              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[i]) -
 632              _modified_degree_to_half_steps (&degrees[inversion])) % 12;
 633
 634     }
 635
 636     for (i = 0; i < num_pitches; i++)
 637         if (pitches[i].relative_pitch != relative_pitches[i])
 638             return 0;
 639
 640     root_index = (num_pitches - inversion) % num_pitches;
 641     *root = pitches[root_index].pitch;
 642
 643     return 1;
 644 }
 645
 646 typedef struct chord_signature
 647 {
 648     int num_degrees;
 649     modified_degree_t degrees[MAX_DEGREES];
 650     const char *name;
 651 } chord_signature_t;
 652
 653 /* XXX: The superscript rise value should be relative to the current
 654  * font size. Best would be for pango to support this. See:
 655  *
 656  * https://bugzilla.gnome.org/show_bug.cgi?id=708780
 657  *
 658  * For now, these are emipirically-derived values that look reasonable
 659  * at the default size that score.c is using to draw the staff. If the
 660  * user scales the staff up or down then these will look wrong.
 661  */
 662
 663 #define SUP "<span font='33' rise='30000'>"
 664 #define PUS "</span>"
 665
 666 chord_signature_t signatures[] = {
 667     /* Octave */
 668     { 1, {{1, 0}}, "P8" },
 669
 670     /* Intervals */
 671     { 2, {{1, 0}, {2, -1}}, "m2" },
 672     { 2, {{1, 0}, {2,  0}}, "M2" },
 673     { 2, {{1, 0}, {3, -1}}, "m3" },
 674     { 2, {{1, 0}, {3,  0}}, "M3" },
 675     { 2, {{1, 0}, {4,  0}}, "P4" },
 676     { 2, {{1, 0}, {5, -1}}, "Tri-tone" },
 677     { 2, {{1, 0}, {5,  0}}, "P5" },
 678     { 2, {{1, 0}, {6, -1}}, "m6" },
 679     { 2, {{1, 0}, {6,  0}}, "M6" },
 680     { 2, {{1, 0}, {7, -1}}, "m7" },
 681     { 2, {{1, 0}, {7,  0}}, "M7" },
 682
 683     /* Triads */
 684     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}}, "sus" },
 685     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}}, SUP "+" PUS },
 686     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}}, "" },
 687     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}}, "m" },
 688     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}}, "°" },
 689     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}}, "msus2" },
 690
 691     /* Seventh chords with no 3rd */
 692     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 693     { 3, {{1, 0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 694     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 695     { 3, {{1, 0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 696     { 3, {{1, 0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 697
 698     /* Seventh chords with no 5th */
 699     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 700     { 3, {{1, 0}, {4,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 701     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 702     { 3, {{1, 0}, {3,  0}, {7, -1}}, "7" },
 703     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 704     { 3, {{1, 0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m7" },
 705     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 706     { 3, {{1, 0}, {2,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 707
 708     /* Sixth chords */
 709     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6sus" },
 710     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6" }, /* Ambiguous with m7 */
 711     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6" },
 712     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6sus2" },
 713
 714     /* Seventh chords */
 715     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS "sus" },
 716     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS "sus" },
 717     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7sus" },
 718     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7sus" },
 719     { 4, {{1, 0}, {4,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5sus" },
 720     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M7" PUS },
 721     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+7" PUS },
 722     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M7" },
 723     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7" },
 724     { 4, {{1, 0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5" },
 725     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS },
 726     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7" },
 727     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS },
 728     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS },
 729     { 4, {{1, 0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS },
 730     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M7" PUS "sus2" },
 731     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m7sus2" },
 732     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "°" SUP "M7" PUS "sus2" },
 733     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "7" PUS "sus2" },
 734     { 4, {{1, 0}, {2,  0}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "7" PUS "sus2" }, /* Ambiguous with 7 */
 735
 736     /* The sorting for chords with degree higher than 9 is funny
 737      * to keep the array in degree order after reducing each
 738      * degree to an actual scale degree, (9 -> 2, 11 -> 4, 13 ->
 739      * 6) */
 740
 741     /* Ninth chords voiced with no 5th */
 742     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 743     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 744     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 745     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {7, -1}}, "9" },
 746     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 747     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {7, -1}}, "m9" },
 748     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {7, -1}}, "m♭9" },
 749     { 4, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/9" },
 750     { 4, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 751
 752     /* Sixth plus 9 */
 753     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {6,  0}}, "6/9" },
 754     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/9" },
 755     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {6,  0}}, "m6/♭9" },
 756
 757     /* Seventh plus altered 9 */
 758     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♯9" },
 759     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "7♭9" },
 760     { 5, {{1, 0}, {9, +1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♯9" },
 761     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "7♭5♭9" },
 762
 763     /* Ninth chords */
 764     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS "sus" },
 765     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS "sus" },
 766     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9sus" },
 767     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {4,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9sus" },
 768     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M9" PUS },
 769     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+9" PUS },
 770     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M9" },
 771     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "9" },
 772     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M9" PUS },
 773     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m9" },
 774     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5,  0}, {7, -1}}, "m♭9" },
 775     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7,  0}}, "M9" SUP "♭5" PUS },
 776     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "9" SUP "♭5" PUS },
 777     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7,  0}}, "m" SUP "M9♭5" PUS },
 778     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "9" PUS },
 779     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "♭9" PUS },
 780     { 5, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "9" PUS },
 781     { 5, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "♭9" PUS },
 782
 783     /* Eleventh chords */
 784     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7,  0}}, SUP "+M11" PUS },
 785     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5, +1}, {7, -1}}, SUP "+11" PUS },
 786     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "M11" },
 787     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3,  0}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "11" },
 788     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7,  0}}, "m" SUP "M11" PUS },
 789     { 6, {{1, 0}, {9,  0}, {3, -1}, {11,  0}, {5,  0}, {7, -1}}, "m11" },
 790     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11,  0}, {5, -1}, {7, -1}}, "𝆩" SUP "11" PUS },
 791     { 6, {{1, 0}, {9, -1}, {3, -1}, {11, -1}, {5, -1}, {7, -2}}, "°" SUP "11" PUS }
 792 };
 793
 794 static void
 795 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (pitch_t *pitch,
 796                                                pitch_t root,
 797                                                modified_degree_t *degree)
 798 {
 799     pitch_name_t name = PITCH_NAME (*pitch);
 800     pitch_accidental_t accidental = PITCH_ACCIDENTAL (*pitch);
 801     int octave = PITCH_OCTAVE (*pitch);
 802     int degree_zero_based = (degree->degree - 1) % 7;
 803     int degree_delta;
 804
 805     int note_degree_zero_based = name - PITCH_NAME (root);
 806     if (note_degree_zero_based < 0)
 807         note_degree_zero_based += 7;
 808
 809     if (note_degree_zero_based == degree_zero_based)
 810         return;
 811
 812     degree_delta = note_degree_zero_based - degree_zero_based;
 813     if (degree_delta > 3)
 814         degree_delta = - (7 - degree_delta);
 815     if (degree_delta < -3)
 816         degree_delta = - (-7 - degree_delta);
 817
 818     if (abs (degree_delta) != 1) {
 819         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot adjust a note more than one degree (%d vs. %d).\n", note_degree_zero_based + 1, degree->degree);
 820         exit (1);
 821     }
 822
 823     if (degree_delta == -1) {
 824         if (name == PITCH_NAME_B) {
 825             name = PITCH_NAME_C;
 826             octave++;
 827         } else {
 828             name++;
 829         }
 830         switch (name) {
 831         case PITCH_NAME_D:
 832         case PITCH_NAME_E:
 833         case PITCH_NAME_G:
 834         case PITCH_NAME_A:
 835         case PITCH_NAME_B:
 836             accidental -= 2;
 837             break;
 838         case PITCH_NAME_C:
 839         case PITCH_NAME_F:
 840             accidental -= 1;
 841             break;
 842         }
 843     }
 844
 845     if (degree_delta == +1) {
 846         if (name == PITCH_NAME_C) {
 847             name = PITCH_NAME_B;
 848             octave--;
 849         } else {
 850             name--;
 851         }
 852         switch (name) {
 853         case PITCH_NAME_C:
 854         case PITCH_NAME_D:
 855         case PITCH_NAME_F:
 856         case PITCH_NAME_G:
 857         case PITCH_NAME_A:
 858             accidental += 2;
 859             break;
 860         case PITCH_NAME_E:
 861         case PITCH_NAME_B:
 862             accidental += 1;
 863         }
 864     }
 865
 866     if (accidental < 0 || accidental > PITCH_ACCIDENTAL_DOUBLE_SHARP) {
 867         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);
 868         exit (1);
 869     }
 870
 871     *pitch = PITCH (name, accidental, octave);
 872 }
 873
 874 static void
 875 _spell_chord_by_signature (pitch_group_t *chord,
 876                            chord_signature_t *signature,
 877                            pitch_t root)
 878 {
 879     int i, degree, note_half_steps, degree_half_steps;
 880     int root_midi;
 881
 882     /* Sanitize root to eliminate things like double-flats,
 883      * double-sharps, Cb, E#, etc. */
 884     root_midi = _pitch_to_midi (root);
 885     root = _midi_to_pitch (root_midi);
 886
 887     for (i = 0; i < chord->num_pitches; i++) {
 888         note_half_steps = _pitch_from_root_in_half_steps (chord->pitches[i],
 889                                                           root);
 890         for (degree = 0; degree < signature->num_degrees; degree++) {
 891             degree_half_steps = _modified_degree_to_half_steps (&signature->degrees[degree]);
 892             if (note_half_steps == degree_half_steps) {
 893                 scherzo_adjust_pitch_to_match_modified_degree (&chord->pitches[i],
 894                                                                root,
 895                                                                &signature->degrees[degree]);
 896                 break;
 897             }
 898         }
 899         if (note_half_steps != degree_half_steps) {
 900             fprintf (stderr, "Internal error: Chord and degree mis-match\n");
 901             exit (1);
 902         }
 903     }
 904 }
 905
 906 static void
 907 _analyze_chord (pitch_group_t *chord,
 908                 chord_signature_t **signature_ret,
 909                 pitch_t **root_ret)
 910 {
 911     void *local = talloc_new (NULL);
 912     analyzed_pitch_t *pitches;
 913     int i, j, num_pitches;
 914     int bass_pitch, inversion;
 915     pitch_t root;
 916     chord_signature_t *match = NULL;
 917
 918     /* Default to no-match for any early return */
 919     *signature_ret = NULL;
 920     *root_ret = NULL;
 921
 922     num_pitches = chord->num_pitches;
 923
 924     if (chord->num_pitches <= 1)
 925         goto DONE;
 926
 927     pitches = talloc_array (local, analyzed_pitch_t, num_pitches);
 928     if (pitches == NULL)
 929         goto DONE;
 930
 931     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 932         pitch_t pitch = chord->pitches[i];
 933         pitches[i].pitch = pitch;
 934         pitches[i].midi_pitch = _pitch_to_midi (pitch);
 935         /* Relative pitch will be filled in after sorting. */
 936         pitches[i].relative_pitch = 0;
 937     }
 938
 939     /* First, sort by midi pitch to find the bass note. */
 940     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 941            _compare_analyzed_pitch_by_midi_pitch);
 942
 943     bass_pitch = pitches[0].midi_pitch;
 944
 945     /* With the bass note identified, we can find all relative pitches. */
 946     for (i = 0; i < num_pitches; i++) {
 947         pitches[i].relative_pitch = pitches[i].midi_pitch - bass_pitch;
 948         while (pitches[i].relative_pitch >= 12)
 949             pitches[i].relative_pitch -= 12;
 950     }
 951
 952     /* Now, sort again by relative pitch. */
 953     qsort (pitches, num_pitches, sizeof (analyzed_pitch_t),
 954            _compare_analyzed_pitch_by_relative_pitch);
 955
 956     /* Finally, eliminate all duplicate notes. */
 957     for (i = 0; i < num_pitches - 1; i++) {
 958             if (pitches[i+1].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch) {
 959                     j = i+1;
 960                     while (j < num_pitches &&
 961                            pitches[j].relative_pitch == pitches[i].relative_pitch)
 962                     {
 963                             j++;
 964                     }
 965                     /* The loop incremented j one past the last
 966                      * duplicate. Decrement so that it points to the
 967                      * last duplicate (and is guaranteed to not exceed
 968                      * the array bounds).*/
 969                     j--;
 970
 971                     if (j < num_pitches - 1) {
 972                             memmove (&pitches[i+1], &pitches[j+1],
 973                                      (num_pitches - j) * sizeof (analyzed_pitch_t));
 974                     }
 975
 976                     num_pitches -= (j - i);
 977             }
 978     }
 979
 980     for (inversion = 0; inversion < 4; inversion++) {
 981         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (signatures); i++) {
 982             if (_chord_signature_matches (pitches, num_pitches,
 983                                           signatures[i].degrees,
 984                                           signatures[i].num_degrees,
 985                                           inversion, &root))
 986             {
 987                 match = &signatures[i];
 988                 goto HAVE_MATCH;
 989             }
 990         }
 991     }
 992 HAVE_MATCH:
 993
 994     if (match) {
 995         *signature_ret = match;
 996         for (i = 0; i < chord->num_pitches; i++) {
 997             if (chord->pitches[i] == root) {
 998                 *root_ret = &chord->pitches[i];
 999                 break;
1000             }
1001         }
1002     }
1003
1004 DONE:
1005     talloc_free (local);
1006 }
1007
1008 static void
1009 pitch_group_init (void *ctx, pitch_group_t *group)
1010 {
1011     group->ctx = ctx;
1012     group->pitches = NULL;
1013     group->size = 0;
1014     group->num_pitches = 0;
1015 }
1016
1017 static void
1018 pitch_group_add_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1019 {
1020     int i;
1021
1022     /* Do nothing if pitch is already in group. */
1023     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1024         if (group->pitches[i] == pitch)
1025             return;
1026
1027     group->num_pitches++;
1028
1029     if (group->num_pitches > group->size) {
1030         group->size++;
1031         group->pitches = talloc_realloc (group->ctx, group->pitches,
1032                                          pitch_t, group->size);
1033
1034         if (group->pitches == NULL) {
1035             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1036             exit (1);
1037         }
1038     }
1039
1040     group->pitches[group->num_pitches - 1] = pitch;
1041 }
1042
1043 static void
1044 pitch_group_remove_pitch_at (pitch_group_t *group, int i)
1045 {
1046     if (i > group->num_pitches) {
1047         fprintf (stderr, "Internal error: Cannot remove pitch %d from group with only %d %s\n",
1048                  i, group->num_pitches,
1049                  group->num_pitches == 1 ? "pitch" : "pitches");
1050         exit (1);
1051     }
1052
1053     if (i < group->num_pitches - 1) {
1054         memmove (group->pitches + i, group->pitches + i + 1,
1055                  (group->num_pitches - 1 - i) * sizeof (pitch_t));
1056     }
1057
1058     group->num_pitches--;
1059 }
1060
1061 /* Remove a 'pitch' from 'group', (including any enharmonic pitch)
1062  * See also: pitch_group_remove_pitch
1063  */
1064 static void
1065 pitch_group_remove_pitch_enharmonic (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1066 {
1067     int i;
1068
1069     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1070         if (_pitches_are_enharmonic (group->pitches[i], pitch))
1071             pitch_group_remove_pitch_at (group, i);
1072 }
1073
1074 /* Remove an exactly-matching pitch from 'group'
1075  * See also: pitch_group_remove_pitch_enharmonic
1076  *
1077 static void
1078 pitch_group_remove_pitch (pitch_group_t *group, pitch_t pitch)
1079 {
1080     int i;
1081
1082     for (i = 0; i < group->num_pitches; i++)
1083         if (group->pitches[i] == pitch)
1084             pitch_group_remove_pitch_at (group, i);
1085 }
1086 */
1087
1088 static void
1089 scherzo_update_notes_and_chord (scherzo_t *scherzo)
1090 {
1091     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0 &&
1092         scherzo->notes_pedaled.num_pitches == 0)
1093     {
1094         score_remove_notes (scherzo->score);
1095
1096         score_remove_chords (scherzo->score);
1097
1098         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1099     }
1100 }
1101
1102 static void
1103 scherzo_press_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1104 {
1105     void *local = talloc_new (NULL);
1106     pitch_group_t *chord;
1107     chord_signature_t *signature;
1108     char *chord_name = NULL;
1109     pitch_t *root;
1110     int i;
1111
1112     /* Do nothing if this note is already pressed. */
1113     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1114         if (scherzo->notes_pressed.pitches[i] == pitch)
1115             return;
1116
1117     pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1118
1119     if (scherzo->pedal_pressed)
1120         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, pitch);
1121
1122     /* Remove all notes/chords from score, then add current notes. */
1123     score_remove_notes (scherzo->score);
1124     score_remove_chords (scherzo->score);
1125
1126     if (scherzo->pedal_pressed)
1127         chord = &scherzo->notes_pedaled;
1128     else
1129         chord = &scherzo->notes_pressed;
1130
1131     _analyze_chord (chord, &signature, &root);
1132
1133     if (signature) {
1134         /* Don't print root pitch for octaves and inversions,
1135          * (since a pitch name alone looks like a major triad) */
1136         if (signature->num_degrees < 3) {
1137             chord_name = talloc_strdup (local, signature->name);
1138         } else {
1139             _spell_chord_by_signature (&scherzo->notes_pressed,
1140                                        signature, *root);
1141             _spell_chord_by_signature (&scherzo->notes_pedaled,
1142                                        signature, *root);
1143
1144             chord_name = talloc_asprintf (local, "%s%s",
1145                                           pitch_string (*root),
1146                                           signature->name);
1147         }
1148     } else if (chord->num_pitches > 2) {
1149         chord_name = talloc_strdup (local, "?");
1150     }
1151
1152     if (chord_name)
1153         scherzo->chord = score_add_chord (scherzo->treble, chord_name);
1154
1155     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1156     {
1157         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pressed.pitches[i],
1158                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1159     }
1160
1161     for (i = 0; i < scherzo->notes_pedaled.num_pitches; i++)
1162     {
1163         score_add_note (scherzo->score, scherzo->notes_pedaled.pitches[i],
1164                         SCORE_DURATION_WHOLE);
1165     }
1166
1167     talloc_free (local);
1168 }
1169
1170 static void
1171 scherzo_release_note (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1172 {
1173     pitch_group_remove_pitch_enharmonic (&scherzo->notes_pressed, pitch);
1174
1175     if (scherzo->notes_pressed.num_pitches == 0)
1176         scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1177 }
1178
1179 static pitch_t
1180 scherzo_press_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1181 {
1182     pitch_t pitch = _midi_to_pitch (midi_note);
1183
1184     scherzo_press_note (scherzo, pitch);
1185
1186     return pitch;
1187 }
1188
1189 static void
1190 scherzo_release_note_midi (scherzo_t *scherzo, unsigned char midi_note)
1191 {
1192     scherzo_release_note (scherzo, _midi_to_pitch (midi_note));
1193 }
1194
1195 static void
1196 scherzo_press_pedal (scherzo_t *scherzo)
1197 {
1198     int i;
1199
1200     if (scherzo->pedal_pressed)
1201         return;
1202
1203     scherzo->pedal_pressed = 1;
1204
1205     /* Copy all pressed notes to pedaled notes */
1206     for (i = 0; i < scherzo->notes_pressed.num_pitches; i++)
1207         pitch_group_add_pitch (&scherzo->notes_pedaled, scherzo->notes_pressed.pitches[i]);
1208 }
1209
1210 static void
1211 scherzo_release_pedal (scherzo_t *scherzo)
1212 {
1213     int i;
1214
1215     if (! scherzo->pedal_pressed)
1216         return;
1217
1218     /* Remove all previously pedaled notes. */
1219     for (i = scherzo->notes_pedaled.num_pitches - 1; i >=0; i--)
1220         pitch_group_remove_pitch_at (&scherzo->notes_pedaled, i);
1221
1222     scherzo->pedal_pressed = 0;
1223
1224     scherzo_update_notes_and_chord (scherzo);
1225 }
1226
1227 static void
1228 _select_challenge (scherzo_t *scherzo)
1229 {
1230     category_t *category_unused;
1231     bool_t introduced_unused;
1232     item_t *item;
1233     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1234     pitch_name_t pitch_name;
1235     int octave;
1236     char *s;
1237
1238     mnemon_select_item (&scherzo->mnemon,
1239                         &challenge->bin,
1240                         &challenge->item_index,
1241                         &category_unused,
1242                         &introduced_unused);
1243
1244     item = challenge->bin->items[challenge->item_index];
1245
1246     s = item->challenge;
1247     if (strncmp (s, "treble:", 7) == 0) {
1248         s += 7;
1249         challenge->staff = scherzo->treble;
1250     } else if (strncmp (s, "bass:", 5) == 0) {
1251         s += 5;
1252         challenge->staff = scherzo->bass;
1253     } else {
1254         fprintf (stderr,
1255                  "Malformed staff name: %s (expected 'treble:' or 'bass:')\n",
1256                  s);
1257         exit (1);
1258     }
1259
1260     switch (*s) {
1261     case 'C':
1262         pitch_name = PITCH_NAME_C;
1263         break;
1264     case 'D':
1265         pitch_name = PITCH_NAME_D;
1266         break;
1267     case 'E':
1268         pitch_name = PITCH_NAME_E;
1269         break;
1270     case 'F':
1271         pitch_name = PITCH_NAME_F;
1272         break;
1273     case 'G':
1274         pitch_name = PITCH_NAME_G;
1275         break;
1276     case 'A':
1277         pitch_name = PITCH_NAME_A;
1278         break;
1279     case 'B':
1280         pitch_name = PITCH_NAME_B;
1281         break;
1282     default:
1283         fprintf (stderr, "Malformed pitch name: %s (expected 'A' - 'G')\n", s);
1284         exit (1);
1285     }
1286     s++;
1287
1288     if (*s < '0' || *s > '9') {
1289         fprintf (stderr, "Malformed octave number: %s (expected '0' - '9')\n", s);
1290         exit (1);
1291     }
1292
1293     octave = *s - '0';
1294
1295     challenge->pitch = PITCH (pitch_name, PITCH_ACCIDENTAL_NATURAL, octave);
1296
1297     challenge->active = 1;
1298     challenge->satisfied = 0;
1299     challenge->mistaken = 0;
1300 }
1301
1302 /* Determine whether the user hit the correct note. */
1303 static void
1304 _judge_pitch (scherzo_t *scherzo, pitch_t pitch)
1305 {
1306     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1307
1308     if (! challenge->active)
1309         return;
1310
1311     if (pitch == challenge->pitch)
1312         challenge->satisfied = 1;
1313     else
1314         challenge->mistaken = 1;
1315 }
1316
1317 /* If the user got the right note (eventually), then score it in
1318  * mnemon and show the next note. */
1319 static void
1320 _score_challenge (scherzo_t *scherzo)
1321 {
1322     challenge_t *challenge = &scherzo->challenge;
1323
1324     if (! challenge->active)
1325         return;
1326
1327     if (! challenge->satisfied)
1328         return;
1329
1330     mnemon_score_item (&scherzo->mnemon, challenge->bin, challenge->item_index,
1331                        ! challenge->mistaken);
1332
1333     _select_challenge (scherzo);
1334 }
1335
1336 static int
1337 on_midi_input (unused (GIOChannel *channel),
1338                unused (GIOCondition condition),
1339                void *user_data)
1340 {
1341     unsigned char buf[MIDI_BUF_SIZE], *next;
1342     scherzo_t *scherzo = user_data;
1343     ssize_t remaining;
1344     snd_seq_event_t event;
1345     pitch_t pitch;
1346     int need_redraw = FALSE;
1347
1348     remaining = read (scherzo->midi_fd, buf, MIDI_BUF_SIZE);
1349
1350     next = buf;
1351     while (remaining) {
1352         long consumed;
1353
1354         consumed = snd_midi_event_encode (scherzo->snd_midi_event,
1355                                           next, remaining, &event);
1356
1357         remaining -= consumed;
1358         next += consumed;
1359
1360         switch (event.type) {
1361         case SND_SEQ_EVENT_NONE:
1362             /* Incomplete event. Nothing to do. */
1363             break;
1364         case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
1365             pitch = scherzo_press_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1366             _judge_pitch (scherzo, pitch);
1367             need_redraw = TRUE;
1368             break;
1369         case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
1370             scherzo_release_note_midi (scherzo, event.data.note.note);
1371             _score_challenge (scherzo);
1372             need_redraw = TRUE;
1373             break;
1374         case SND_SEQ_EVENT_CLOCK:
1375             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1376             break;
1377         case SND_SEQ_EVENT_SENSING:
1378             /* Ignore for now as my piano sends a constant stream of these. */
1379             break;
1380         case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
1381             /* XXX: My piano gives me 64 for the sustain pedal, is
1382              * that universal? */
1383             if (event.data.control.param == 64) {
1384                 if (event.data.control.value == 0)
1385                     scherzo_release_pedal (scherzo);
1386                 else
1387                     scherzo_press_pedal (scherzo);
1388             } else {
1389                 fprintf (stderr, "Fixme: Unhandled MIDI Control event (param=%d, value=%d)\n",
1390                          event.data.control.param, event.data.control.value);
1391             }
1392             break;
1393         default:
1394             fprintf (stderr, "Fixme: Do not yet know how to handle MIDI event %d\n",
1395                      event.type);
1396             break;
1397         }
1398     }
1399
1400     if (need_redraw)
1401         gtk_widget_queue_draw (scherzo->window);
1402
1403     /* Return TRUE to continue to get called in the future. */
1404     return TRUE;
1405 }
1406
1407 int
1408 main (int argc, char *argv[])
1409 {
1410     GtkWidget *drawing_area;
1411     scherzo_t scherzo;
1412     int err;
1413
1414     srand (time (NULL));
1415
1416     gtk_init (&argc, &argv);
1417
1418     scherzo.ctx = talloc_new (NULL);
1419
1420     scherzo.score = score_create (scherzo.ctx);
1421     scherzo.staff_height = 100;
1422     score_set_staff_height (scherzo.score, scherzo.staff_height);
1423
1424     score_add_brace (scherzo.score, 2);
1425     scherzo.treble = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_G);
1426     scherzo.bass = score_add_staff (scherzo.score, SCORE_CLEF_F);
1427
1428     scherzo.chord = NULL;
1429
1430     /* Default to octave 4 for computer keyboard keypresses. */
1431     scherzo.keyboard_octave = 4;
1432
1433     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pressed);
1434     pitch_group_init (scherzo.ctx, &scherzo.notes_pedaled);
1435
1436     scherzo.pedal_pressed = 0;
1437
1438     scherzo.key = PITCH_CLASS_LITERAL (C, NATURAL);
1439     score_set_key (scherzo.score, scherzo.key);
1440
1441     mnemon_init (&scherzo.mnemon);
1442     /* XXX: Should create a default file if one cannot be loaded. */
1443     mnemon_load_category (&scherzo.mnemon, "scherzo-notes");
1444
1445     scherzo.challenge.active = 0;
1446 /*
1447     _select_challenge (&scherzo);
1448 */
1449
1450     err = snd_midi_event_new (MIDI_BUF_SIZE, &scherzo.snd_midi_event);
1451     if (err) {
1452         fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
1453         return 1;
1454     }
1455
1456 #define MIDI_DEVICE "/dev/midi1"
1457     scherzo.midi_fd = open (MIDI_DEVICE, O_RDONLY);
1458     if (scherzo.midi_fd < 0) {
1459         printf ("failed to open " MIDI_DEVICE ". Midi input will not be available.\n");
1460     } else {
1461         GIOChannel *channel;
1462
1463         channel = g_io_channel_unix_new (scherzo.midi_fd);
1464         g_io_channel_set_encoding (channel, NULL, NULL);
1465         g_io_add_watch (channel, G_IO_IN, on_midi_input, &scherzo);
1466     }
1467
1468     scherzo.window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
1469
1470     gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (scherzo.window), 1000, 600);
1471
1472     g_signal_connect (scherzo.window, "delete-event",
1473                       G_CALLBACK (on_delete_event_quit), NULL);
1474
1475     drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
1476
1477     gtk_container_add (GTK_CONTAINER (scherzo.window), drawing_area);
1478
1479     g_signal_connect (drawing_area, "expose-event",
1480                       G_CALLBACK (on_expose_event_draw),
1481                       &scherzo);
1482
1483     g_signal_connect (scherzo.window, "key-press-event",
1484                       G_CALLBACK (on_key_press_event),
1485                       &scherzo);
1486
1487     g_signal_connect (scherzo.window, "key-release-event",
1488                       G_CALLBACK (on_key_release_event),
1489                       &scherzo);
1490
1491     gtk_widget_show_all (scherzo.window);
1492
1493     gtk_main ();
1494
1495     mnemon_save (&scherzo.mnemon);
1496
1497     snd_midi_event_free (scherzo.snd_midi_event);
1498
1499     talloc_free (scherzo.ctx);
1500
1501     return 0;
1502 }