libs/ardour/ardour/midi_model.h

   1 /*
   2     Copyright (C) 2007 Paul Davis
   3     Author: Dave Robillard
   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 2 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, write to the Free Software
  17     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18
  19 */
  20
  21 #ifndef __ardour_midi_model_h__
  22 #define __ardour_midi_model_h__
  23
  24 #include <queue>
  25 #include <deque>
  26 #include <utility>
  27 #include <boost/utility.hpp>
  28 #include <glibmm/thread.h>
  29 #include <pbd/command.h>
  30 #include <ardour/types.h>
  31 #include <ardour/midi_buffer.h>
  32 #include <ardour/midi_ring_buffer.h>
  33 #include <ardour/automatable.h>
  34 #include <ardour/note.h>
  35
  36 namespace ARDOUR {
  37
  38 class Session;
  39 class MidiSource;
  40
  41 //                                                                     x   ,  y
  42 typedef std::pair<boost::shared_ptr<const AutomationList>, std::pair<double,double> >
  43                 MidiControlIterator;
  44
  45
  46 /** This is a slightly higher level (than MidiBuffer) model of MIDI note data.
  47  * Currently it only represents note data, which is represented as complete
  48  * note events (ie with a start time and a duration) rather than separate
  49  * note on and off events (controller data is not here since it's represented
  50  * as an AutomationList)
  51  *
  52  * FIXME: Currently this stores event time stamps in frames.  This is almost
  53  * certainly wrong, or at least wrong most of the time (if we add an option).
  54  * This reeeeeeally needs fixing, but frame time runs deep in Ardour...
  55  */
  56 class MidiModel : public boost::noncopyable, public Automatable {
  57 public:
  58         MidiModel(MidiSource& s, size_t size=0);
  59
  60         // This is crap.
  61         void write_lock();
  62         void write_unlock();
  63         void read_lock()   const;
  64         void read_unlock() const;
  65
  66         void clear() { _notes.clear(); }
  67
  68         NoteMode note_mode() const            { return _note_mode; }
  69         void     set_note_mode(NoteMode mode) { _note_mode = mode; }
  70
  71         void start_write();
  72         bool writing() const { return _writing; }
  73         void end_write(bool delete_stuck=false);
  74
  75         size_t read (MidiRingBuffer& dst, nframes_t start, nframes_t nframes, nframes_t stamp_offset, nframes_t negative_stamp_offset) const;
  76
  77         /** Resizes vector if necessary (NOT realtime safe) */
  78         void append(const MIDI::Event& ev);
  79
  80         inline const boost::shared_ptr<const Note> note_at(unsigned i) const { return _notes[i]; }
  81         inline const boost::shared_ptr<Note>       note_at(unsigned i)       { return _notes[i]; }
  82
  83         inline size_t n_notes() const { return _notes.size(); }
  84         inline bool   empty()   const { return _notes.size() == 0 && _controls.size() == 0; }
  85
  86         /* FIXME: use better data structure */
  87         typedef std::vector< boost::shared_ptr<Note> > Notes;
  88
  89         inline static bool note_time_comparator (const boost::shared_ptr<const Note> a,
  90                                                  const boost::shared_ptr<const Note> b) {
  91                 return a->time() < b->time();
  92         }
  93
  94         struct LaterNoteEndComparator {
  95                 typedef const Note* value_type;
  96                 inline bool operator()(const boost::shared_ptr<const Note> a,
  97                                        const boost::shared_ptr<const Note> b) const {
  98                         return a->end_time() > b->end_time();
  99                 }
 100         };
 101
 102         inline       Notes& notes()       { return _notes; }
 103         inline const Notes& notes() const { return _notes; }
 104
 105         /** Add/Remove notes.
 106          * Technically all operations can be implemented as one of these.
 107          */
 108         class DeltaCommand : public Command
 109         {
 110         public:
 111                 DeltaCommand (MidiModel& m, const std::string& name)
 112                         : Command(name), _model(m), _name(name) {}
 113                 DeltaCommand (MidiModel&, const XMLNode& node);
 114
 115                 const std::string& name() const { return _name; }
 116
 117                 void operator()();
 118                 void undo();
 119
 120                 int set_state (const XMLNode&);
 121                 XMLNode& get_state ();
 122
 123                 void add(const boost::shared_ptr<Note> note);
 124                 void remove(const boost::shared_ptr<Note> note);
 125
 126         private:
 127                 class NoteMarshaller {
 128                 public:
 129                         XMLNode *operator()(const boost::shared_ptr<Note> note);
 130                 };
 131
 132                 class NoteUnmarshaller {
 133                 public:
 134                         boost::shared_ptr<Note> operator()(XMLNode *xml_note);
 135                 };
 136
 137                 MidiModel&                           _model;
 138                 const std::string                    _name;
 139                 std::list< boost::shared_ptr<Note> > _added_notes;
 140                 std::list< boost::shared_ptr<Note> > _removed_notes;
 141         };
 142
 143         MidiModel::DeltaCommand* new_delta_command(const std::string name="midi edit");
 144         void                     apply_command(Command* cmd);
 145
 146         bool edited() const { return _edited; }
 147         void set_edited(bool yn) { _edited = yn; }
 148         bool write_to(boost::shared_ptr<MidiSource> source);
 149
 150         // MidiModel doesn't use the normal AutomationList serialisation code, as CC data is in the .mid
 151         XMLNode& get_state();
 152         int set_state(const XMLNode&) { return 0; }
 153
 154         sigc::signal<void> ContentsChanged;
 155
 156         /** Read iterator */
 157         class const_iterator {
 158         public:
 159                 const_iterator(const MidiModel& model, double t);
 160                 ~const_iterator();
 161
 162                 inline bool locked() const { return _locked; }
 163
 164                 const MIDI::Event& operator*()  const { return _event; }
 165                 const MIDI::Event* operator->() const { return &_event; }
 166
 167                 const const_iterator& operator++(); // prefix only
 168                 bool operator==(const const_iterator& other) const;
 169                 bool operator!=(const const_iterator& other) const { return ! operator==(other); }
 170
 171                 const_iterator& operator=(const const_iterator& other);
 172
 173         private:
 174                 friend class MidiModel;
 175
 176                 const MidiModel* _model;
 177                 MIDI::Event      _event;
 178
 179                 typedef std::priority_queue<
 180                                 boost::shared_ptr<Note>, std::deque< boost::shared_ptr<Note> >,
 181                                 LaterNoteEndComparator>
 182                         ActiveNotes;
 183
 184                 mutable ActiveNotes _active_notes;
 185
 186                 bool                                       _is_end;
 187                 bool                                       _locked;
 188                 Notes::const_iterator                      _note_iter;
 189                 std::vector<MidiControlIterator>           _control_iters;
 190                 std::vector<MidiControlIterator>::iterator _control_iter;
 191         };
 192
 193         const_iterator        begin() const { return const_iterator(*this, 0); }
 194         const const_iterator& end()   const { return _end_iter; }
 195
 196         const MidiSource& midi_source() const { return _midi_source; }
 197
 198 private:
 199         friend class DeltaCommand;
 200         void add_note_unlocked(const boost::shared_ptr<Note> note);
 201         void remove_note_unlocked(const boost::shared_ptr<const Note> note);
 202
 203         friend class const_iterator;
 204         bool control_to_midi_event(MIDI::Event& ev, const MidiControlIterator& iter) const;
 205
 206 #ifndef NDEBUG
 207         bool is_sorted() const;
 208 #endif
 209
 210         void append_note_on_unlocked(uint8_t chan, double time, uint8_t note, uint8_t velocity);
 211         void append_note_off_unlocked(uint8_t chan, double time, uint8_t note);
 212         void append_cc_unlocked(uint8_t chan, double time, uint8_t number, uint8_t value);
 213
 214         mutable Glib::RWLock _lock;
 215
 216         Notes    _notes;
 217         NoteMode _note_mode;
 218
 219         typedef std::vector<size_t> WriteNotes;
 220         WriteNotes _write_notes[16];
 221         bool       _writing;
 222         bool       _edited;
 223
 224         const const_iterator _end_iter;
 225
 226         mutable nframes_t      _next_read;
 227         mutable const_iterator _read_iter;
 228
 229         typedef std::priority_queue<
 230                         boost::shared_ptr<Note>, std::deque< boost::shared_ptr<Note> >,
 231                         LaterNoteEndComparator>
 232                 ActiveNotes;
 233
 234         MidiSource& _midi_source;
 235 };
 236
 237 } /* namespace ARDOUR */
 238
 239 #endif /* __ardour_midi_model_h__ */
 240