source: roaraudio/roard/midi.c @ 1898:3b4e7a1b6324

Last change on this file since 1898:3b4e7a1b6324 was 1898:3b4e7a1b6324, checked in by phi, 15 years ago

also set volume on output streams

File size: 16.3 KB
Line 
1//midi.c:
2
3/*
4 *      Copyright (C) Philipp 'ph3-der-loewe' Schafft - 2008
5 *
6 *  This file is part of roard a part of RoarAudio,
7 *  a cross-platform sound system for both, home and professional use.
8 *  See README for details.
9 *
10 *  This file is free software; you can redistribute it and/or modify
11 *  it under the terms of the GNU General Public License version 3
12 *  as published by the Free Software Foundation.
13 *
14 *  RoarAudio is distributed in the hope that it will be useful,
15 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 *  GNU General Public License for more details.
18 *
19 *  You should have received a copy of the GNU General Public License
20 *  along with this software; see the file COPYING.  If not, write to
21 *  the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
22 *
23 */
24
25#include "roard.h"
26
27#if defined(ROAR_HAVE_IO_POSIX) && !defined(ROAR_TARGET_WIN32)
28#define _HAVE_CONSOLE
29#endif
30
31int midi_init (void) {
32
33 if ( midi_cb_init() == -1 ) {
34  ROAR_WARN("Can not initialize MIDI subsystem component CB");
35 }
36
37 if ( midi_clock_init() == -1 ) {
38  ROAR_WARN("Can not initialize MIDI subsystem component clock");
39 }
40
41 g_midi_mess.buf = NULL;
42
43 return 0;
44}
45
46int midi_free (void) {
47 return midi_cb_free();
48}
49
50int midi_update(void) {
51
52 if ( g_midi_clock.stream != -1 )
53  midi_check_bridge(g_midi_clock.stream);
54
55 return midi_cb_update();
56}
57
58int midi_reinit(void) {
59
60 if ( g_midi_mess.buf != NULL )
61  roar_buffer_free(g_midi_mess.buf);
62
63 g_midi_mess.buf = NULL;
64
65 return 0;
66}
67
68// STREAMS:
69
70int midi_check_stream  (int id) {
71 struct roar_stream        *   s;
72 struct roar_stream_server *  ss;
73 struct roar_buffer        *   b;
74 char                      * buf;
75 ssize_t                     len;
76 int                           i;
77
78 if ( g_streams[id] == NULL )
79  return -1;
80
81 ROAR_DBG("midi_check_stream(id=%i) = ?", id);
82
83 s = ROAR_STREAM(ss = g_streams[id]);
84
85 if ( s->dir == ROAR_DIR_BRIDGE )
86  return midi_check_bridge(id);
87
88 switch (s->info.codec) {
89  case ROAR_CODEC_MIDI:
90   break;
91  default:
92    streams_delete(id);
93    return -1;
94 }
95
96 if ( roar_buffer_new(&b, MIDI_READ_SIZE) == -1 ) {
97  ROAR_ERR("midi_check_stream(*): Can not alloc buffer space!");
98  ROAR_DBG("midi_check_stream(*) = -1");
99  return -1;
100 }
101
102 roar_buffer_get_data(b, (void **)&buf);
103
104 if ( (len = stream_vio_s_read(ss, buf, MIDI_READ_SIZE)) < 1 ) {
105  streams_delete(id);
106  roar_buffer_free(b);
107  return -1;
108 }
109
110 roar_buffer_set_len(b, len);
111
112 if ( stream_add_buffer(id, b) == -1 ) {
113  roar_buffer_free(b);
114  streams_delete(id);
115  return -1;
116 }
117
118 for (i = 0; i < ROAR_STREAMS_MAX; i++) {
119  if ( g_streams[i] != NULL && ROAR_STREAM(g_streams[i])->pos_rel_id == id ) {
120   if ( ROAR_STREAM(g_streams[i])->dir == ROAR_DIR_THRU ) {
121    if ( stream_vio_write(i, buf, len) != len ) {
122     streams_delete(i);
123    }
124   }
125  }
126 }
127
128 switch (s->info.codec) {
129  case ROAR_CODEC_MIDI:
130    return midi_conv_midi2mes(id);
131   break;
132  default:
133    streams_delete(id);
134    return -1;
135 }
136
137 return 0;
138}
139
140int midi_send_stream   (int id) {
141 struct roar_stream        *   s;
142 struct roar_stream_server *  ss;
143
144 if ( g_streams[id] == NULL )
145  return -1;
146
147 ROAR_DBG("midi_send_stream(id=%i) = ?", id);
148
149 s = ROAR_STREAM(ss = g_streams[id]);
150
151 switch (s->info.codec) {
152  case ROAR_CODEC_MIDI:
153    return midi_conv_mes2midi(id);
154   break;
155  default:
156    streams_delete(id);
157    return -1;
158 }
159
160 return 0;
161}
162
163int midi_conv_midi2mes (int id) {
164 unsigned char * data;
165 struct roar_stream        *   s;
166 struct roar_stream_server *  ss;
167 struct roar_buffer        * buf = NULL;
168 struct midi_message       * mes = NULL;
169 size_t need = 0, have = 0, last_have = 0, old_have = 0;
170 int alive = 1;
171
172 if ( g_streams[id] == NULL )
173  return -1;
174
175 ROAR_DBG("midi_conv_midi2mes(id=%i) = ?", id);
176
177 s = ROAR_STREAM(ss = g_streams[id]);
178
179 while (ss->buffer != NULL && alive) {
180  if ( roar_buffer_get_data(ss->buffer, (void**)&data) == -1 ) {
181   alive = 0;
182   continue;
183  }
184
185  if ( roar_buffer_get_len(ss->buffer, &have) == -1 ) {
186   alive = 0;
187   continue;
188  }
189  old_have = have;
190
191  while (have && alive) {
192   if ( *data & 0x80 ) {
193    if ( buf != NULL ) {
194     midi_add_buf(id, buf);
195     buf = NULL;
196    }
197
198    last_have = have;
199
200    need = 0;
201    if ( midi_new_bufmes(&buf, &mes) == -1 ) {
202     alive = 0;
203     continue;
204    }
205
206    if (*data == MIDI_TYPE_CLOCK_TICK || *data == MIDI_TYPE_CLOCK_START || *data == MIDI_TYPE_CLOCK_STOP ) {
207     mes->type = *data;
208
209     if ( *data == MIDI_TYPE_CLOCK_TICK ) {
210      s->pos = ROAR_MATH_OVERFLOW_ADD(s->pos, 1);
211     }
212    } else {
213     mes->type    = *data & 0xF0;
214     mes->channel = *data & 0x0F;
215     switch (*data & 0xF0) {
216      case MIDI_TYPE_NOTE_ON:
217      case MIDI_TYPE_NOTE_OFF:
218        need = 2;
219       break;
220      case MIDI_TYPE_PA:
221        need = 2;
222       break;
223      case MIDI_TYPE_CONTROLER:
224        need = 2;
225       break;
226      case MIDI_TYPE_PROGRAM:
227        need = 1;
228       break;
229      case MIDI_TYPE_MA:
230        need = 1;
231       break;
232      case MIDI_TYPE_PB:
233      case MIDI_TYPE_SYSEX:
234        need = 1;
235       break;
236     }
237    }
238
239   } else {
240
241    if ( mes == NULL ) {
242     ROAR_WARN("midi_conv_midi2mes(id=%i): Lost sync.", id);
243     data++;
244     have--;
245     continue;
246    }
247
248    switch (mes->type) {
249      case MIDI_TYPE_NOTE_ON:
250      case MIDI_TYPE_NOTE_OFF:
251       if ( need == 2 ) {
252        roar_midi_note_from_midiid(&(mes->d.note), *data);
253       }
254      case MIDI_TYPE_PA:
255      case MIDI_TYPE_CONTROLER:
256        if ( need == 2 ) {
257         mes->kk = *data;
258        } else {
259         mes->vv = *data;
260        }
261       break;
262      case MIDI_TYPE_PROGRAM:
263      case MIDI_TYPE_MA:
264        mes->vv = *data;
265       break;
266      case MIDI_TYPE_PB:
267      case MIDI_TYPE_SYSEX:
268        ROAR_WARN("midi_conv_midi2mes(id=%i): Message of Type 0x%.2X (PB or SysEx) not yet supported", id, mes->type);
269       break;
270    }
271
272    if ( need )
273     need--;
274
275    if ( !need ) {
276     switch (mes->type) {
277      case MIDI_TYPE_CONTROLER:
278       switch (mes->kk) {
279        case MIDI_CCE_MAIN_VOL:
280         if ( 516 * mes->vv > 65100 ) { // max volume
281          ss->mixer.mixer[mes->channel] = 65535;
282         } else {
283          ss->mixer.mixer[mes->channel] = 516 * mes->vv;
284         }
285         break;
286       }
287      break;
288     }
289    }
290
291   }
292   data++;
293   have--;
294  }
295
296  if ( need ) {
297   if ( roar_buffer_set_offset(ss->buffer, old_have - last_have) == -1 ) {
298    ROAR_ERR("midi_conv_midi2mes(*): FIXME: BUG!!! Need to restore buffer here with corrected length");
299   }
300  } else if ( !have ) {
301   roar_buffer_next(&(ss->buffer));
302  }
303
304  if ( need && buf != NULL ) {
305   roar_buffer_free(buf);
306   buf = NULL;
307  } else if ( buf != NULL ) {
308   midi_add_buf(id, buf);
309   buf = NULL;
310  }
311 }
312
313 return 0;
314}
315
316#define _nb  len++; *(d++)
317int midi_conv_mes2midi (int id) {
318 struct roar_stream        *   s;
319 struct roar_stream_server *  ss;
320 struct roar_buffer        * buf = g_midi_mess.buf;
321 struct midi_message       * mes = NULL;
322 unsigned char               data[3];
323 unsigned char             * d;
324 int                         len;
325
326 if ( g_streams[id] == NULL )
327  return -1;
328
329 ROAR_DBG("midi_conv_mes2midi(id=%i) = ?", id);
330
331 s = ROAR_STREAM(ss = g_streams[id]);
332
333 while (buf != NULL) {
334  if ( roar_buffer_get_data(buf, (void**)&mes) == -1 ) {
335   return -1;
336  }
337
338  if (mes->type == MIDI_TYPE_CLOCK_TICK || mes->type == MIDI_TYPE_CLOCK_START || mes->type == MIDI_TYPE_CLOCK_STOP ) {
339   if ( stream_vio_s_write(ss, &(mes->type), 1) != 1 ) {
340    streams_delete(id);
341    return -1;
342   }
343
344   if ( mes->type == MIDI_TYPE_CLOCK_TICK ) {
345    s->pos = ROAR_MATH_OVERFLOW_ADD(s->pos, 1);
346   }
347  } else {
348   len = 0;
349   d   = data;
350
351   _nb = (mes->type & 0xF0) | (mes->channel & 0x0F);
352
353   switch (mes->type) {
354    case MIDI_TYPE_CONTROLER:
355      switch (mes->kk) {
356       case MIDI_CCE_MAIN_VOL:
357         if ( 516 * mes->vv > 65100 ) { // max volume
358          ss->mixer.mixer[mes->channel] = 65535;
359         } else {
360          ss->mixer.mixer[mes->channel] = 516 * mes->vv;
361         }
362        break;
363      }
364    case MIDI_TYPE_NOTE_ON:
365    case MIDI_TYPE_NOTE_OFF:
366    case MIDI_TYPE_PA:
367      _nb = mes->kk;
368      _nb = mes->vv;
369     break;
370    case MIDI_TYPE_PROGRAM:
371    case MIDI_TYPE_MA:
372      _nb = mes->vv;
373     break;
374    case MIDI_TYPE_PB:
375    case MIDI_TYPE_SYSEX:
376     break;
377   }
378
379   if ( stream_vio_s_write(ss, data, len) != len ) {
380    streams_delete(id);
381    return -1;
382   }
383  }
384
385  if ( roar_buffer_get_next(buf, &buf) == -1 )
386   buf = NULL;
387 }
388
389 return 0;
390}
391#undef _nb
392
393int midi_new_bufmes    (struct roar_buffer ** buf, struct midi_message ** mes) {
394 if ( buf == NULL || mes == NULL )
395  return -1;
396
397 *buf = (void*)(*mes = NULL);
398
399 if ( roar_buffer_new(buf, sizeof(struct midi_message)) == -1 )
400  return -1;
401
402 if ( roar_buffer_get_data(*buf, (void**)mes) == -1 ) {
403  roar_buffer_free(*buf);
404  *buf = (void*)(*mes = NULL);
405  return -1;
406 }
407
408 memset((void*)*mes, 0, sizeof(struct midi_message));
409
410 (*mes)->type = MIDI_TYPE_NONE;
411
412 return 0;
413}
414
415int midi_add_buf       (int id, struct roar_buffer * buf) {
416 struct midi_message * mes;
417
418 if ( id == -1 || buf == NULL )
419  return -1;
420
421 if ( roar_buffer_get_data(buf, (void**)&mes) == -1 )
422  return -1;
423
424 ROAR_DBG("midi_add_buf(id=%i, buf=%p) = ?", id, buf);
425 ROAR_DBG("midi_add_buf(*): MIDI Message of Type 0x%.2X", mes->type);
426 ROAR_DBG("midi_add_buf(*): Channel: %i", mes->channel);
427 ROAR_DBG("midi_add_buf(*): flags=0x%.2X", mes->flags);
428 ROAR_DBG("midi_add_buf(*): kk=0x%.2X, vv=0x%.2X", mes->kk, mes->vv);
429
430 if ( g_midi_mess.buf == NULL ) {
431  g_midi_mess.buf = buf;
432 } else {
433  roar_buffer_add(g_midi_mess.buf, buf);
434 }
435
436 return 0;
437}
438
439// bridges:
440int midi_check_bridge  (int id) {
441
442 ROAR_DBG("midi_check_bridge(id=%i) = ?", id);
443
444 if ( id == g_midi_clock.stream ) {
445  midi_clock_tick();
446
447  return 0;
448 }
449
450 return -1;
451}
452
453// clock:
454
455int midi_clock_init (void) {
456 struct roar_stream * s;
457 struct roar_stream_server * ss;
458
459 if ( (g_midi_clock.stream = streams_new()) == -1 ) {
460  ROAR_WARN("Error while initializing MIDI subsystem component clock");
461  return -1;
462 }
463
464 midi_vio_set_dummy(g_midi_clock.stream);
465
466 streams_get(g_midi_clock.stream, &ss);
467 s = ROAR_STREAM(ss);
468
469 memcpy(&(s->info), g_sa, sizeof(struct roar_audio_info));
470
471 s->pos_rel_id    =  g_midi_clock.stream;
472
473 s->info.codec    =  ROAR_CODEC_MIDI;
474 ss->codec_orgi   =  ROAR_CODEC_MIDI;
475
476 s->info.channels =  0;
477 s->info.rate     = MIDI_RATE;
478 s->info.bits     =  8;
479
480 if ( streams_set_dir(g_midi_clock.stream, ROAR_DIR_BRIDGE, 1) == -1 ) {
481  ROAR_WARN("Error while initializing MIDI subsystem component clock");
482  return -1;
483 }
484
485 streams_set_name(g_midi_clock.stream, "MIDI Clock");
486
487 streams_set_flag(g_midi_clock.stream, ROAR_FLAG_PRIMARY);
488 streams_set_flag(g_midi_clock.stream, ROAR_FLAG_SYNC);
489
490 midi_clock_set_bph(3600); // one tick per sec
491
492 return 0;
493}
494
495int midi_clock_set_bph (uint_least32_t bph) {
496 uint_least32_t sph = g_sa->rate/2 * 75 * g_sa->channels; // samples per houre
497
498 g_midi_clock.bph  = bph;
499
500 g_midi_clock.spt  = sph/bph;
501
502 g_midi_clock.nt   = ROAR_MATH_OVERFLOW_ADD(g_pos, g_midi_clock.spt);
503
504 return 0;
505}
506
507int midi_clock_tick (void) {
508 struct roar_buffer  * buf;
509 struct midi_message * mes;
510 struct roar_stream_server * ss;
511 unsigned int diff;
512
513 if ( streams_get(g_midi_clock.stream, &ss) == -1 ) {
514  ROAR_ERR("midi_clock_tick(void): Something very BAD happend: can not get stream object of my own stream!");
515  g_midi_clock.stream = -1;
516  ROAR_WARN("midi_clock_tick(void): Disabled MIDI Clock");
517  return -1;
518 }
519
520 while ( g_pos >= g_midi_clock.nt ) {
521  diff = g_pos - g_midi_clock.nt;
522  ROAR_DBG("midi_clock_tick(void): g_pos is %u samples (%5.2f%%) ahead of nt.", diff, (float)diff/g_midi_clock.spt);
523
524  g_midi_clock.nt   = ROAR_MATH_OVERFLOW_ADD(g_midi_clock.nt, g_midi_clock.spt);
525
526  if ( streams_get_flag(g_midi_clock.stream, ROAR_FLAG_SYNC) ) {
527   ROAR_DBG("midi_clock_tick(void): TICK! (nt=%lu)", g_midi_clock.nt);
528   if ( midi_new_bufmes(&buf, &mes) == -1 ) {
529    ROAR_ERR("midi_clock_tick(void): Can not create Clock-Tick-Message");
530   }
531
532   mes->type = MIDI_TYPE_CLOCK_TICK;
533
534   if ( midi_add_buf(g_midi_clock.stream, buf) == -1 ) {
535    ROAR_ERR("midi_clock_tick(void): Can not add Clock-Tick-Message");
536    roar_buffer_free(buf);
537    return -1;
538   }
539
540   ROAR_STREAM(ss)->pos = ROAR_MATH_OVERFLOW_ADD(ROAR_STREAM(ss)->pos, 1);
541  } else {
542   ROAR_DBG("midi_clock_tick(void): silent tick. (nt=%lu)", g_midi_clock.nt);
543  }
544 }
545
546 return 0;
547}
548
549// CB:
550
551int midi_cb_init (void) {
552#ifdef _HAVE_CONSOLE
553 struct roar_stream * s;
554 struct roar_stream_server * ss;
555 int i;
556 char * files[] = {
557                   "/dev/console",
558#ifdef __linux__
559                   "/dev/tty0",
560                   "/dev/vc/0",
561#endif
562                   NULL
563                  };
564
565 g_midi_cb.console  = -1;
566 g_midi_cb.stream   = -1;
567 g_midi_cb.stoptime =  0;
568 g_midi_cb.playing  =  0;
569
570 for (i = 0; files[i] != NULL; i++) {
571  if ( (g_midi_cb.console = open(files[i], O_WRONLY|O_NOCTTY, 0)) != -1 )
572   break;
573 }
574
575 if ( g_midi_cb.console == -1 )
576  return -1;
577
578 if ( (g_midi_cb.stream = streams_new()) == -1 ) {
579  ROAR_WARN("Error while initializing MIDI subsystem component CB");
580  midi_cb_free();
581  return -1;
582 }
583
584 midi_vio_set_dummy(g_midi_cb.stream);
585
586 streams_get(g_midi_cb.stream, &ss);
587 s = ROAR_STREAM(ss);
588
589 memcpy(&(s->info), g_sa, sizeof(struct roar_audio_info));
590
591 s->pos_rel_id    = -1;
592
593 s->info.codec    =  0;
594 ss->codec_orgi   =  0;
595
596 s->info.channels =  1;
597 s->info.rate     = 1193180;
598 s->info.bits     =  8;
599
600 if ( streams_set_dir(g_midi_cb.stream, ROAR_DIR_BRIDGE, 1) == -1 ) {
601  ROAR_WARN("Error while initializing MIDI subsystem component CB");
602  midi_cb_free();
603  return -1;
604 }
605
606 streams_set_name(g_midi_cb.stream, "Console speaker bridge");
607
608 streams_set_flag(g_midi_cb.stream, ROAR_FLAG_OUTPUT);
609 streams_set_flag(g_midi_cb.stream, ROAR_FLAG_PRIMARY);
610 streams_set_flag(g_midi_cb.stream, ROAR_FLAG_HWMIXER);
611 streams_set_flag(g_midi_cb.stream, ROAR_FLAG_MUTE);
612
613 return 0;
614#else
615 g_midi_cb.console  = -1;
616 g_midi_cb.stream   = -1;
617
618 return -1;
619#endif
620}
621
622int midi_cb_free (void) {
623#ifdef _HAVE_CONSOLE
624
625 midi_cb_stop();
626
627 if ( g_midi_cb.stream != -1 )
628  streams_delete(g_midi_cb.stream);
629
630 if ( g_midi_cb.console != -1 )
631  close(g_midi_cb.console);
632
633 return 0;
634#else
635 return -1;
636#endif
637}
638
639int midi_cb_play(float t, float freq, int override) {
640 float samples_per_sec /* S/s */ = g_sa->rate * g_sa->channels;
641
642/*
643#define MIDI_CB_NOOVERRIDE 0
644#define MIDI_CB_OVERRIDE   1
645*/
646 if ( g_midi_cb.playing && override != MIDI_CB_OVERRIDE )
647  return -1;
648
649 g_midi_cb.stoptime = ROAR_MATH_OVERFLOW_ADD(g_pos, samples_per_sec*t);
650 midi_cb_start(freq);
651
652 return 0;
653}
654
655int midi_cb_update (void) {
656
657 if ( !streams_get_flag(g_midi_cb.stream, ROAR_FLAG_MUTE) ) {
658  if ( midi_cb_readbuf() == -1 )
659   return -1;
660 } else if ( g_midi_cb.playing ) {
661  midi_cb_stop();
662 }
663
664 if ( !g_midi_cb.playing )
665  return 0;
666
667/*
668 if ( g_midi_cb.stoptime <= g_pos )
669  midi_cb_stop();
670*/
671
672 ROAR_DBG("midi_cb_update(void) = ?");
673
674 return 0;
675}
676
677int midi_cb_start(float freq) {
678// On linux this uses ioctl KIOCSOUND
679#ifdef __linux__
680 if ( g_midi_cb.console == -1 )
681  return -1;
682
683 if ( ioctl(g_midi_cb.console, KIOCSOUND, freq == 0 ? 0 : (int)(1193180.0/freq)) == -1 )
684  return -1;
685
686 g_midi_cb.playing = 1;
687
688 return 0;
689#else
690 return -1;
691#endif
692}
693
694int midi_cb_stop (void) {
695#ifdef __linux__
696 int ret;
697
698 ret = midi_cb_start(0);
699 g_midi_cb.playing = 0;
700
701 return ret;
702#else
703 return -1;
704#endif
705}
706
707int midi_cb_readbuf(void) {
708 struct roar_buffer        * buf = g_midi_mess.buf;
709 struct midi_message       * mes = NULL;
710
711 ROAR_DBG("midi_cb_readbuf(void) = ?");
712
713 while (buf != NULL) {
714  ROAR_DBG("midi_cb_readbuf(void): buf=%p", buf);
715
716  if ( roar_buffer_get_data(buf, (void**)&mes) == -1 ) {
717   return -1;
718  }
719
720  switch (mes->type) {
721   case MIDI_TYPE_NOTE_ON:
722     midi_cb_start(mes->d.note.freq);
723    break;
724   case MIDI_TYPE_NOTE_OFF:
725     midi_cb_stop();
726    break;
727   case MIDI_TYPE_CONTROLER:
728     if ( mes->kk == MIDI_CCE_ALL_NOTE_OFF ) /* all note off */
729      midi_cb_stop();
730    break;
731  }
732
733  if ( roar_buffer_get_next(buf, &buf) == -1 )
734   buf = NULL;
735 }
736
737 return 0;
738}
739
740// VIO:
741
742int     midi_vio_set_dummy(int stream) {
743 struct roar_stream_server * ss;
744
745 if ( streams_get(stream, &ss) == -1 )
746  return -1;
747
748 ss->vio.read     = NULL;
749 ss->vio.write    = NULL;
750 ss->vio.lseek    = NULL;
751 ss->vio.nonblock = (int (*)(struct roar_vio_calls * vio, int state))midi_vio_ok;
752 ss->vio.sync     = (int (*)(struct roar_vio_calls * vio))midi_vio_ok;
753 ss->vio.ctl      = NULL;
754 ss->vio.close    = (int (*)(struct roar_vio_calls * vio))midi_vio_ok;
755
756 return 0;
757}
758
759int     midi_vio_ok(struct roar_vio_calls * vio, ...) {
760 return 0;
761}
762
763//ll
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.