Tempo ramps - fix many problems wrt dragging tempos over each other.
[ardour.git] / libs / ardour / ardour / tempo.h
index 8fa5ed45a0242104f51d9fe78bafee09ae3d687f..e8f40e4236b65eafb36ce6b415bf0d7b8311d265 100644 (file)
 #include <glibmm/threads.h>
 
 #include "pbd/undo.h"
 #include <glibmm/threads.h>
 
 #include "pbd/undo.h"
+
 #include "pbd/stateful.h"
 #include "pbd/statefuldestructible.h"
 
 #include "pbd/stateful.h"
 #include "pbd/statefuldestructible.h"
 
-#include "evoral/types.hpp"
+#include "evoral/Beats.hpp"
 
 #include "ardour/ardour.h"
 
 
 #include "ardour/ardour.h"
 
@@ -47,11 +48,20 @@ class TempoMap;
 /** Tempo, the speed at which musical time progresses (BPM). */
 class LIBARDOUR_API Tempo {
   public:
 /** Tempo, the speed at which musical time progresses (BPM). */
 class LIBARDOUR_API Tempo {
   public:
+       /**
+        * @param bpm Beats Per Minute
+        * @param type Note Type (default `4': quarter note)
+        */
        Tempo (double bpm, double type=4.0) // defaulting to quarter note
                : _beats_per_minute (bpm), _note_type(type) {}
 
        Tempo (double bpm, double type=4.0) // defaulting to quarter note
                : _beats_per_minute (bpm), _note_type(type) {}
 
-       double beats_per_minute () const { return _beats_per_minute;}
+       double beats_per_minute () const { return _beats_per_minute; }
+
+       double ticks_per_minute () const { return _beats_per_minute * Timecode::BBT_Time::ticks_per_beat;}
        double note_type () const { return _note_type;}
        double note_type () const { return _note_type;}
+       /** audio samples per beat
+        * @param sr samplerate
+        */
        double frames_per_beat (framecnt_t sr) const {
                return (60.0 * sr) / _beats_per_minute;
        }
        double frames_per_beat (framecnt_t sr) const {
                return (60.0 * sr) / _beats_per_minute;
        }
@@ -90,9 +100,9 @@ class LIBARDOUR_API Meter {
 class LIBARDOUR_API MetricSection {
   public:
        MetricSection (const Timecode::BBT_Time& start)
 class LIBARDOUR_API MetricSection {
   public:
        MetricSection (const Timecode::BBT_Time& start)
-               : _start (start), _frame (0), _movable (true) {}
+               : _start (start), _frame (0), _movable (true), _position_lock_style (MusicTime) {}
        MetricSection (framepos_t start)
        MetricSection (framepos_t start)
-               : _frame (start), _movable (true) {}
+               : _frame (start), _movable (true), _position_lock_style (MusicTime) {}
 
        virtual ~MetricSection() {}
 
 
        virtual ~MetricSection() {}
 
@@ -115,11 +125,15 @@ class LIBARDOUR_API MetricSection {
           XML state information.
        */
        virtual XMLNode& get_state() const = 0;
           XML state information.
        */
        virtual XMLNode& get_state() const = 0;
+       PositionLockStyle position_lock_style () const { return _position_lock_style; }
+       void set_position_lock_style (PositionLockStyle ps) { _position_lock_style = ps; }
+
+private:
 
 
-  private:
        Timecode::BBT_Time _start;
        framepos_t         _frame;
        bool               _movable;
        Timecode::BBT_Time _start;
        framepos_t         _frame;
        bool               _movable;
+       PositionLockStyle  _position_lock_style;
 };
 
 /** A section of timeline with a certain Meter. */
 };
 
 /** A section of timeline with a certain Meter. */
@@ -139,10 +153,15 @@ class LIBARDOUR_API MeterSection : public MetricSection, public Meter {
 /** A section of timeline with a certain Tempo. */
 class LIBARDOUR_API TempoSection : public MetricSection, public Tempo {
   public:
 /** A section of timeline with a certain Tempo. */
 class LIBARDOUR_API TempoSection : public MetricSection, public Tempo {
   public:
-       TempoSection (const Timecode::BBT_Time& start, double qpm, double note_type)
-               : MetricSection (start), Tempo (qpm, note_type), _bar_offset (-1.0)  {}
-       TempoSection (framepos_t start, double qpm, double note_type)
-               : MetricSection (start), Tempo (qpm, note_type), _bar_offset (-1.0) {}
+       enum Type {
+               Ramp,
+               Constant,
+       };
+
+       TempoSection (const Timecode::BBT_Time& start, double qpm, double note_type, Type tempo_type)
+               : MetricSection (start), Tempo (qpm, note_type), _bar_offset (-1.0), _type (tempo_type)  {}
+       TempoSection (framepos_t start, double qpm, double note_type, Type tempo_type)
+               : MetricSection (start), Tempo (qpm, note_type), _bar_offset (-1.0), _type (tempo_type) {}
        TempoSection (const XMLNode&);
 
        static const std::string xml_state_node_name;
        TempoSection (const XMLNode&);
 
        static const std::string xml_state_node_name;
@@ -153,16 +172,51 @@ class LIBARDOUR_API TempoSection : public MetricSection, public Tempo {
        void update_bbt_time_from_bar_offset (const Meter&);
        double bar_offset() const { return _bar_offset; }
 
        void update_bbt_time_from_bar_offset (const Meter&);
        double bar_offset() const { return _bar_offset; }
 
+       void set_type (Type type);
+       Type type () const { return _type; }
+
+       double tempo_at_frame (framepos_t frame, double end_bpm, framepos_t end_frame, framecnt_t frame_rate) const;
+       framepos_t frame_at_tempo (double tempo, double end_bpm, framepos_t end_frame, framecnt_t frame_rate) const;
+
+       double tick_at_frame (framepos_t frame, double end_bpm, framepos_t end_frame, framecnt_t frame_rate) const;
+       framepos_t frame_at_tick (double tick, double end_bpm, framepos_t end_frame, framecnt_t frame_rate) const;
+
+       double beat_at_frame (framepos_t frame, double end_bpm, framepos_t end_frame, framecnt_t frame_rate) const;
+       framepos_t frame_at_beat (double beat, double end_bpm, framepos_t end_frame, framecnt_t frame_rate) const;
+
   private:
   private:
+
+       framecnt_t minute_to_frame (double time, framecnt_t frame_rate) const;
+       double frame_to_minute (framecnt_t frame, framecnt_t frame_rate) const;
+
+       /*  tempo ramp functions. zero-based with time in minutes,
+        * 'tick tempo' in ticks per minute and tempo in bpm.
+        *  time relative to section start.
+        */
+       double c_func (double end_tpm, double end_time) const;
+       double a_func (double begin_tpm, double end_tpm, double end_time) const;
+
+       double tempo_at_time (double time, double end_bpm, double end_time) const;
+       double time_at_tempo (double tempo, double end_bpm, double end_time) const;
+       double tick_tempo_at_time (double time, double end_tpm, double end_time) const;
+       double time_at_tick_tempo (double tick_tempo, double end_tpm, double end_time) const;
+
+       double tick_at_time (double time, double end_tpm, double end_time) const;
+       double time_at_tick (double tick, double end_tpm, double end_time) const;
+
+       double beat_at_time (double time, double end_tpm, double end_time) const;
+       double time_at_beat (double beat, double end_tpm, double end_time) const;
+
        /* this value provides a fractional offset into the bar in which
           the tempo section is located in. A value of 0.0 indicates that
           it occurs on the first beat of the bar, a value of 0.5 indicates
           that it occurs halfway through the bar and so on.
        /* this value provides a fractional offset into the bar in which
           the tempo section is located in. A value of 0.0 indicates that
           it occurs on the first beat of the bar, a value of 0.5 indicates
           that it occurs halfway through the bar and so on.
-          
+
           this enables us to keep the tempo change at the same relative
           position within the bar if/when the meter changes.
        */
        double _bar_offset;
           this enables us to keep the tempo change at the same relative
           position within the bar if/when the meter changes.
        */
        double _bar_offset;
+       Type _type;
 };
 
 typedef std::list<MetricSection*> Metrics;
 };
 
 typedef std::list<MetricSection*> Metrics;
@@ -205,6 +259,9 @@ class LIBARDOUR_API TempoMetric {
        Timecode::BBT_Time _start;
 };
 
        Timecode::BBT_Time _start;
 };
 
+/** Tempo Map - mapping of timecode to musical time.
+ * convert audio-samples, sample-rate to Bar/Beat/Tick, Meter/Tempo
+ */
 class LIBARDOUR_API TempoMap : public PBD::StatefulDestructible
 {
   public:
 class LIBARDOUR_API TempoMap : public PBD::StatefulDestructible
 {
   public:
@@ -221,86 +278,90 @@ class LIBARDOUR_API TempoMap : public PBD::StatefulDestructible
        struct BBTPoint {
                framepos_t          frame;
                const MeterSection* meter;
        struct BBTPoint {
                framepos_t          frame;
                const MeterSection* meter;
-               const TempoSection* tempo;
+               const Tempo* tempo;
                uint32_t            bar;
                uint32_t            beat;
                uint32_t            bar;
                uint32_t            beat;
-            
-               BBTPoint (const MeterSection& m, const TempoSection& t, framepos_t f,
+
+               BBTPoint (const MeterSection& m, const Tempo& t, framepos_t f,
                          uint32_t b, uint32_t e)
                        : frame (f), meter (&m), tempo (&t), bar (b), beat (e) {}
                          uint32_t b, uint32_t e)
                        : frame (f), meter (&m), tempo (&t), bar (b), beat (e) {}
-               
+
                Timecode::BBT_Time bbt() const { return Timecode::BBT_Time (bar, beat, 0); }
                operator Timecode::BBT_Time() const { return bbt(); }
                operator framepos_t() const { return frame; }
                bool is_bar() const { return beat == 1; }
        };
 
                Timecode::BBT_Time bbt() const { return Timecode::BBT_Time (bar, beat, 0); }
                operator Timecode::BBT_Time() const { return bbt(); }
                operator framepos_t() const { return frame; }
                bool is_bar() const { return beat == 1; }
        };
 
-       typedef std::vector<BBTPoint> BBTPointList;
-
        template<class T> void apply_with_metrics (T& obj, void (T::*method)(const Metrics&)) {
                Glib::Threads::RWLock::ReaderLock lm (lock);
                (obj.*method)(metrics);
        }
 
        template<class T> void apply_with_metrics (T& obj, void (T::*method)(const Metrics&)) {
                Glib::Threads::RWLock::ReaderLock lm (lock);
                (obj.*method)(metrics);
        }
 
-       void get_grid (BBTPointList::const_iterator&, BBTPointList::const_iterator&, 
+       void get_grid (std::vector<BBTPoint>&,
                       framepos_t start, framepos_t end);
                       framepos_t start, framepos_t end);
-       
-       /* TEMPO- AND METER-SENSITIVE FUNCTIONS 
 
 
-          bbt_time(), bbt_time_rt(), frame_time() and bbt_duration_at()
+       /* TEMPO- AND METER-SENSITIVE FUNCTIONS
+
+          bbt_time(), beat_at_frame(), frame_at_beat(), tick_at_frame(),
+          frame_at_tick(),frame_time() and bbt_duration_at()
           are all sensitive to tempo and meter, and will give answers
           that align with the grid formed by tempo and meter sections.
           are all sensitive to tempo and meter, and will give answers
           that align with the grid formed by tempo and meter sections.
-          
-          They SHOULD NOT be used to determine the position of events 
+
+          They SHOULD NOT be used to determine the position of events
           whose location is canonically defined in beats.
        */
 
        void bbt_time (framepos_t when, Timecode::BBT_Time&);
 
           whose location is canonically defined in beats.
        */
 
        void bbt_time (framepos_t when, Timecode::BBT_Time&);
 
-       /* realtime safe variant of ::bbt_time(), will throw 
-          std::logic_error if the map is not large enough
-          to provide an answer.
-       */
-       void       bbt_time_rt (framepos_t when, Timecode::BBT_Time&);
+       double tick_at_frame (framecnt_t frame) const;
+       framecnt_t frame_at_tick (double tick) const;
+
+       double beat_at_frame (framecnt_t frame) const;
+       framecnt_t frame_at_beat (double beat) const;
+
        framepos_t frame_time (const Timecode::BBT_Time&);
        framecnt_t bbt_duration_at (framepos_t, const Timecode::BBT_Time&, int dir);
 
        /* TEMPO-SENSITIVE FUNCTIONS
        framepos_t frame_time (const Timecode::BBT_Time&);
        framecnt_t bbt_duration_at (framepos_t, const Timecode::BBT_Time&, int dir);
 
        /* TEMPO-SENSITIVE FUNCTIONS
-          
+
           These next 4 functions will all take tempo in account and should be
           used to determine position (and in the last case, distance in beats)
           when tempo matters but meter does not.
 
           These next 4 functions will all take tempo in account and should be
           used to determine position (and in the last case, distance in beats)
           when tempo matters but meter does not.
 
-          They SHOULD be used to determine the position of events 
+          They SHOULD be used to determine the position of events
           whose location is canonically defined in beats.
        */
 
        framepos_t framepos_plus_bbt (framepos_t pos, Timecode::BBT_Time b) const;
           whose location is canonically defined in beats.
        */
 
        framepos_t framepos_plus_bbt (framepos_t pos, Timecode::BBT_Time b) const;
-       framepos_t framepos_plus_beats (framepos_t, Evoral::MusicalTime) const;
-       framepos_t framepos_minus_beats (framepos_t, Evoral::MusicalTime) const;
-       Evoral::MusicalTime framewalk_to_beats (framepos_t pos, framecnt_t distance) const;
+       framepos_t framepos_plus_beats (framepos_t, Evoral::Beats) const;
+       framepos_t framepos_minus_beats (framepos_t, Evoral::Beats) const;
+       Evoral::Beats framewalk_to_beats (framepos_t pos, framecnt_t distance) const;
 
        static const Tempo& default_tempo() { return _default_tempo; }
        static const Meter& default_meter() { return _default_meter; }
 
 
        static const Tempo& default_tempo() { return _default_tempo; }
        static const Meter& default_meter() { return _default_meter; }
 
-       const Tempo& tempo_at (framepos_t) const;
+       const Tempo tempo_at (framepos_t) const;
+       double frames_per_beat_at (framepos_t, framecnt_t sr) const;
+
        const Meter& meter_at (framepos_t) const;
 
        const TempoSection& tempo_section_at (framepos_t) const;
        const Meter& meter_at (framepos_t) const;
 
        const TempoSection& tempo_section_at (framepos_t) const;
+       TempoSection* tempo_section_after (framepos_t) const;
+       const MeterSection& meter_section_at (framepos_t) const;
 
 
-       void add_tempo (const Tempo&, Timecode::BBT_Time where);
+       void add_tempo (const Tempo&, Timecode::BBT_Time where, TempoSection::Type type);
        void add_meter (const Meter&, Timecode::BBT_Time where);
 
        void remove_tempo (const TempoSection&, bool send_signal);
        void remove_meter (const MeterSection&, bool send_signal);
 
        void add_meter (const Meter&, Timecode::BBT_Time where);
 
        void remove_tempo (const TempoSection&, bool send_signal);
        void remove_meter (const MeterSection&, bool send_signal);
 
-       void replace_tempo (const TempoSection&, const Tempo&, const Timecode::BBT_Time& where);
+       void replace_tempo (const TempoSection&, const Tempo&, const Timecode::BBT_Time& where, TempoSection::Type type);
+       void gui_set_tempo_frame (TempoSection&, framepos_t where);
        void replace_meter (const MeterSection&, const Meter&, const Timecode::BBT_Time& where);
 
        void replace_meter (const MeterSection&, const Meter&, const Timecode::BBT_Time& where);
 
-       framepos_t round_to_bar  (framepos_t frame, int dir);
-       framepos_t round_to_beat (framepos_t frame, int dir);
-       framepos_t round_to_beat_subdivision (framepos_t fr, int sub_num, int dir);
-       framepos_t round_to_tick (framepos_t frame, int dir);
+       framepos_t round_to_bar  (framepos_t frame, RoundMode dir);
+       framepos_t round_to_beat (framepos_t frame, RoundMode dir);
+       framepos_t round_to_beat_subdivision (framepos_t fr, int sub_num, RoundMode dir);
 
        void set_length (framepos_t frames);
 
 
        void set_length (framepos_t frames);
 
@@ -323,46 +384,52 @@ class LIBARDOUR_API TempoMap : public PBD::StatefulDestructible
        void change_initial_tempo (double bpm, double note_type);
 
        void insert_time (framepos_t, framecnt_t);
        void change_initial_tempo (double bpm, double note_type);
 
        void insert_time (framepos_t, framecnt_t);
+       bool remove_time (framepos_t where, framecnt_t amount);  //returns true if anything was moved
 
        int n_tempos () const;
        int n_meters () const;
 
        framecnt_t frame_rate () const { return _frame_rate; }
 
 
        int n_tempos () const;
        int n_meters () const;
 
        framecnt_t frame_rate () const { return _frame_rate; }
 
-  private:
+       PBD::Signal0<void> MetricPositionChanged;
+
+private:
 
        friend class ::BBTTest;
        friend class ::FrameposPlusBeatsTest;
        friend class ::TempoTest;
 
        friend class ::BBTTest;
        friend class ::FrameposPlusBeatsTest;
        friend class ::TempoTest;
-       
+
        static Tempo    _default_tempo;
        static Meter    _default_meter;
 
        Metrics                       metrics;
        framecnt_t                    _frame_rate;
        mutable Glib::Threads::RWLock lock;
        static Tempo    _default_tempo;
        static Meter    _default_meter;
 
        Metrics                       metrics;
        framecnt_t                    _frame_rate;
        mutable Glib::Threads::RWLock lock;
-       BBTPointList                  _map;
 
        void recompute_map (bool reassign_tempo_bbt, framepos_t end = -1);
 
        void recompute_map (bool reassign_tempo_bbt, framepos_t end = -1);
-       void extend_map (framepos_t end);
-       void require_map_to (framepos_t pos);
-       void require_map_to (const Timecode::BBT_Time&);
-       void _extend_map (TempoSection* tempo, MeterSection* meter, 
+
+       void _extend_map (TempoSection* tempo, MeterSection* meter,
                          Metrics::iterator next_metric,
                          Metrics::iterator next_metric,
-                         Timecode::BBT_Time current, framepos_t current_frame, framepos_t end);
-
-       BBTPointList::const_iterator bbt_before_or_at (framepos_t);
-       BBTPointList::const_iterator bbt_before_or_at (const Timecode::BBT_Time&);
-       BBTPointList::const_iterator bbt_after_or_at (framepos_t);
-       
-       framepos_t round_to_type (framepos_t fr, int dir, BBTPointType);
-       void bbt_time (framepos_t, Timecode::BBT_Time&, const BBTPointList::const_iterator&);
-       framecnt_t bbt_duration_at_unlocked (const Timecode::BBT_Time& when, const Timecode::BBT_Time& bbt, int dir);
-       
+                         Timecode::BBT_Time current, framepos_t current_frame, framepos_t end);
+
+       framepos_t round_to_type (framepos_t fr, RoundMode dir, BBTPointType);
+
        const MeterSection& first_meter() const;
        const MeterSection& first_meter() const;
+       MeterSection&       first_meter();
        const TempoSection& first_tempo() const;
        const TempoSection& first_tempo() const;
-       
+       TempoSection&       first_tempo();
+
+       Timecode::BBT_Time beats_to_bbt (double beats);
+       int32_t bars_in_meter_section (MeterSection* ms) const;
+
        void do_insert (MetricSection* section);
        void do_insert (MetricSection* section);
+
+       void add_tempo_locked (const Tempo&, Timecode::BBT_Time where, bool recompute, TempoSection::Type type);
+       void add_meter_locked (const Meter&, Timecode::BBT_Time where, bool recompute);
+
+       bool remove_tempo_locked (const TempoSection&);
+       bool remove_meter_locked (const MeterSection&);
+
 };
 
 }; /* namespace ARDOUR */
 };
 
 }; /* namespace ARDOUR */