libs/ardour/midi_source.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2006 Paul Davis
   3     Author: David 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 #include <sys/stat.h>
  21 #include <unistd.h>
  22 #include <fcntl.h>
  23 #include <poll.h>
  24 #include <float.h>
  25 #include <cerrno>
  26 #include <ctime>
  27 #include <cmath>
  28 #include <iomanip>
  29 #include <algorithm>
  30
  31 #include <glibmm/fileutils.h>
  32 #include <glibmm/miscutils.h>
  33
  34 #include "pbd/xml++.h"
  35 #include "pbd/pthread_utils.h"
  36 #include "pbd/basename.h"
  37
  38 #include "ardour/debug.h"
  39 #include "ardour/midi_model.h"
  40 #include "ardour/midi_state_tracker.h"
  41 #include "ardour/midi_source.h"
  42 #include "ardour/session.h"
  43 #include "ardour/session_directory.h"
  44 #include "ardour/source_factory.h"
  45
  46 #include "i18n.h"
  47
  48 namespace ARDOUR { template <typename T> class MidiRingBuffer; }
  49
  50 using namespace std;
  51 using namespace ARDOUR;
  52 using namespace PBD;
  53
  54 PBD::Signal1<void,MidiSource*> MidiSource::MidiSourceCreated;
  55
  56 MidiSource::MidiSource (Session& s, string name, Source::Flag flags)
  57         : Source(s, DataType::MIDI, name, flags)
  58         , _writing(false)
  59         , _model_iter_valid(false)
  60         , _length_beats(0.0)
  61         , _last_read_end(0)
  62         , _capture_length(0)
  63         , _capture_loop_length(0)
  64 {
  65 }
  66
  67 MidiSource::MidiSource (Session& s, const XMLNode& node)
  68         : Source(s, node)
  69         , _writing(false)
  70         , _model_iter_valid(false)
  71         , _length_beats(0.0)
  72         , _last_read_end(0)
  73         , _capture_length(0)
  74         , _capture_loop_length(0)
  75 {
  76         if (set_state (node, Stateful::loading_state_version)) {
  77                 throw failed_constructor();
  78         }
  79 }
  80
  81
  82 MidiSource::~MidiSource ()
  83 {
  84 }
  85
  86 XMLNode&
  87 MidiSource::get_state ()
  88 {
  89         XMLNode& node (Source::get_state());
  90
  91         if (_captured_for.length()) {
  92                 node.add_property ("captured-for", _captured_for);
  93         }
  94
  95         for (InterpolationStyleMap::const_iterator i = _interpolation_style.begin(); i != _interpolation_style.end(); ++i) {
  96                 XMLNode* child = node.add_child (X_("InterpolationStyle"));
  97                 child->add_property (X_("parameter"), EventTypeMap::instance().to_symbol (i->first));
  98                 child->add_property (X_("style"), enum_2_string (i->second));
  99         }
 100
 101         for (AutomationStateMap::const_iterator i = _automation_state.begin(); i != _automation_state.end(); ++i) {
 102                 XMLNode* child = node.add_child (X_("AutomationState"));
 103                 child->add_property (X_("parameter"), EventTypeMap::instance().to_symbol (i->first));
 104                 child->add_property (X_("state"), enum_2_string (i->second));
 105         }
 106
 107         return node;
 108 }
 109
 110 int
 111 MidiSource::set_state (const XMLNode& node, int /*version*/)
 112 {
 113         const XMLProperty* prop;
 114
 115         if ((prop = node.property ("captured-for")) != 0) {
 116                 _captured_for = prop->value();
 117         }
 118
 119         XMLNodeList children = node.children ();
 120         for (XMLNodeConstIterator i = children.begin(); i != children.end(); ++i) {
 121                 if ((*i)->name() == X_("InterpolationStyle")) {
 122                         XMLProperty* prop;
 123
 124                         if ((prop = (*i)->property (X_("parameter"))) == 0) {
 125                                 error << _("Missing parameter property on InterpolationStyle") << endmsg;
 126                                 return -1;
 127                         }
 128
 129                         Evoral::Parameter p = EventTypeMap::instance().new_parameter (prop->value());
 130
 131                         if ((prop = (*i)->property (X_("style"))) == 0) {
 132                                 error << _("Missing style property on InterpolationStyle") << endmsg;
 133                                 return -1;
 134                         }
 135
 136                         Evoral::ControlList::InterpolationStyle s = static_cast<Evoral::ControlList::InterpolationStyle> (string_2_enum (prop->value(), s));
 137                         set_interpolation_of (p, s);
 138
 139                 } else if ((*i)->name() == X_("AutomationState")) {
 140
 141                         XMLProperty* prop;
 142
 143                         if ((prop = (*i)->property (X_("parameter"))) == 0) {
 144                                 error << _("Missing parameter property on AutomationState") << endmsg;
 145                                 return -1;
 146                         }
 147
 148                         Evoral::Parameter p = EventTypeMap::instance().new_parameter (prop->value());
 149
 150                         if ((prop = (*i)->property (X_("state"))) == 0) {
 151                                 error << _("Missing state property on AutomationState") << endmsg;
 152                                 return -1;
 153                         }
 154
 155                         AutoState s = static_cast<AutoState> (string_2_enum (prop->value(), s));
 156                         set_automation_state_of (p, s);
 157                 }
 158         }
 159
 160         return 0;
 161 }
 162
 163 bool
 164 MidiSource::empty () const
 165 {
 166         return _length_beats == 0;
 167 }
 168
 169 framecnt_t
 170 MidiSource::length (framepos_t pos) const
 171 {
 172         if (_length_beats == 0) {
 173                 return 0;
 174         }
 175
 176         BeatsFramesConverter converter(_session.tempo_map(), pos);
 177         return converter.to(_length_beats);
 178 }
 179
 180 void
 181 MidiSource::update_length (framecnt_t)
 182 {
 183         // You're not the boss of me!
 184 }
 185
 186 void
 187 MidiSource::invalidate ()
 188 {
 189         _model_iter_valid = false;
 190         _model_iter.invalidate();
 191 }
 192
 193 /** @param filtered A set of parameters whose MIDI messages will not be returned */
 194 framecnt_t
 195 MidiSource::midi_read (Evoral::EventSink<framepos_t>& dst, framepos_t source_start,
 196                        framepos_t start, framecnt_t cnt,
 197                        MidiStateTracker* tracker,
 198                        std::set<Evoral::Parameter> const & filtered) const
 199 {
 200         Glib::Threads::Mutex::Lock lm (_lock);
 201
 202         BeatsFramesConverter converter(_session.tempo_map(), source_start);
 203
 204         DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("MidiSource::midi-read() %5 sstart %1 start %2 cnt %3 tracker %4\n",
 205                                                           source_start, start, cnt, tracker, name()));
 206
 207         if (_model) {
 208                 Evoral::Sequence<double>::const_iterator& i = _model_iter;
 209
 210                 // If the cached iterator is invalid, search for the first event past start
 211                 if (_last_read_end == 0 || start != _last_read_end || !_model_iter_valid) {
 212                         DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("*** %1 search for relevant iterator for %1 / %2\n", _name, source_start, start));
 213                         for (i = _model->begin(0, false, filtered); i != _model->end(); ++i) {
 214                                 if (converter.to(i->time()) >= start) {
 215                                         DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("***\tstop iterator search @ %1\n", i->time()));
 216                                         break;
 217                                 }
 218                         }
 219                         _model_iter_valid = true;
 220                 } else {
 221                         DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("*** %1 use cachediterator for %1 / %2\n", _name, source_start, start));
 222                 }
 223
 224                 _last_read_end = start + cnt;
 225
 226                 // Read events up to end
 227                 for (; i != _model->end(); ++i) {
 228                         const framecnt_t time_frames = converter.to(i->time());
 229                         if (time_frames < start + cnt) {
 230                                 /* convert event times to session frames by adding on the source start position in session frames */
 231                                 dst.write (time_frames + source_start, i->event_type(), i->size(), i->buffer());
 232
 233                                 DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("%1: add event @ %2 type %3 size = %4\n",
 234                                                                                   _name, time_frames + source_start, i->event_type(), i->size()));
 235
 236                                 if (tracker) {
 237                                         Evoral::MIDIEvent<Evoral::MusicalTime>& ev (*(reinterpret_cast<Evoral::MIDIEvent<Evoral::MusicalTime>*>
 238                                                                                       (const_cast<Evoral::Event<Evoral::MusicalTime>*> (&(*i)))));
 239                                         if (ev.is_note_on()) {
 240                                                 DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("\t%1 track note on %2 @ %3 velocity %4\n", _name, (int) ev.note(), time_frames, (int) ev.velocity()));
 241                                                 tracker->add (ev.note(), ev.channel());
 242                                         } else if (ev.is_note_off()) {
 243                                                 DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("\t%1 track note off %2 @ %3\n", _name, (int) ev.note(), time_frames));
 244                                                 tracker->remove (ev.note(), ev.channel());
 245                                         }
 246                                 }
 247                         } else {
 248                                 DEBUG_TRACE (DEBUG::MidiSourceIO, string_compose ("%1: reached end with event @ %2 vs. %3\n",
 249                                                                                   _name, time_frames, start+cnt));
 250                                 break;
 251                         }
 252                 }
 253                 return cnt;
 254         } else {
 255                 return read_unlocked (dst, source_start, start, cnt, tracker);
 256         }
 257 }
 258
 259 framecnt_t
 260 MidiSource::midi_write (MidiRingBuffer<framepos_t>& source,
 261                         framepos_t                  source_start,
 262                         framecnt_t                  cnt)
 263 {
 264         Glib::Threads::Mutex::Lock lm (_lock);
 265
 266         const framecnt_t ret = write_unlocked (source, source_start, cnt);
 267
 268         if (cnt == max_framecnt) {
 269                 _last_read_end = 0;
 270         } else {
 271                 _capture_length += cnt;
 272         }
 273
 274         return ret;
 275 }
 276
 277 void
 278 MidiSource::mark_streaming_midi_write_started (NoteMode mode)
 279 {
 280         if (_model) {
 281                 _model->set_note_mode (mode);
 282                 _model->start_write ();
 283         }
 284
 285         _writing = true;
 286 }
 287
 288 void
 289 MidiSource::mark_write_starting_now (framecnt_t position,
 290                                      framecnt_t capture_length,
 291                                      framecnt_t loop_length)
 292 {
 293         /* I'm not sure if this is the best way to approach this, but
 294            _capture_length needs to be set up with the transport frame
 295            when a record actually starts, as it is used by
 296            SMFSource::write_unlocked to decide whether incoming notes
 297            are within the correct time range.
 298            mark_streaming_midi_write_started (perhaps a more logical
 299            place to do this) is not called at exactly the time when
 300            record starts, and I don't think it necessarily can be
 301            because it is not RT-safe.
 302         */
 303
 304         set_timeline_position(position);
 305         _capture_length      = capture_length;
 306         _capture_loop_length = loop_length;
 307
 308         BeatsFramesConverter converter(_session.tempo_map(), position);
 309         _length_beats = converter.from(capture_length);
 310 }
 311
 312 void
 313 MidiSource::mark_streaming_write_started ()
 314 {
 315         NoteMode note_mode = _model ? _model->note_mode() : Sustained;
 316         mark_streaming_midi_write_started (note_mode);
 317 }
 318
 319 void
 320 MidiSource::mark_midi_streaming_write_completed (Evoral::Sequence<Evoral::MusicalTime>::StuckNoteOption option, Evoral::MusicalTime end)
 321 {
 322         if (_model) {
 323                 _model->end_write (option, end);
 324         }
 325
 326         _writing = false;
 327 }
 328
 329 void
 330 MidiSource::mark_streaming_write_completed ()
 331 {
 332         mark_midi_streaming_write_completed (Evoral::Sequence<Evoral::MusicalTime>::DeleteStuckNotes);
 333 }
 334
 335 boost::shared_ptr<MidiSource>
 336 MidiSource::clone (const string& path, Evoral::MusicalTime begin, Evoral::MusicalTime end)
 337 {
 338         string newname = PBD::basename_nosuffix(_name.val());
 339         string newpath;
 340
 341         if (path.empty()) {
 342
 343                 /* get a new name for the MIDI file we're going to write to
 344                  */
 345
 346                 do {
 347                         newname = bump_name_once (newname, '-');
 348                         newpath = Glib::build_filename (_session.session_directory().midi_path(), newname + ".mid");
 349
 350                 } while (Glib::file_test (newpath, Glib::FILE_TEST_EXISTS));
 351         } else {
 352                 /* caller must check for pre-existing file */
 353                 newpath = path;
 354         }
 355
 356         boost::shared_ptr<MidiSource> newsrc = boost::dynamic_pointer_cast<MidiSource>(
 357                 SourceFactory::createWritable(DataType::MIDI, _session,
 358                                               newpath, false, _session.frame_rate()));
 359
 360         newsrc->set_timeline_position(_timeline_position);
 361         newsrc->copy_interpolation_from (this);
 362         newsrc->copy_automation_state_from (this);
 363
 364         if (_model) {
 365                 if (begin == Evoral::MinMusicalTime && end == Evoral::MaxMusicalTime) {
 366                         _model->write_to (newsrc);
 367                 } else {
 368                         _model->write_section_to (newsrc, begin, end);
 369                 }
 370         } else {
 371                 error << string_compose (_("programming error: %1"), X_("no model for MidiSource during ::clone()"));
 372                 return boost::shared_ptr<MidiSource>();
 373         }
 374
 375         newsrc->flush_midi();
 376
 377         /* force a reload of the model if the range is partial */
 378
 379         if (begin != Evoral::MinMusicalTime || end != Evoral::MaxMusicalTime) {
 380                 newsrc->load_model (true, true);
 381         } else {
 382                 newsrc->set_model (_model);
 383         }
 384
 385         return newsrc;
 386 }
 387
 388 void
 389 MidiSource::session_saved()
 390 {
 391         /* this writes a copy of the data to disk.
 392            XXX do we need to do this every time?
 393         */
 394
 395         if (_model && _model->edited()) {
 396
 397                 // if the model is edited, write its contents into
 398                 // the current source file (overwiting previous contents.
 399
 400                 /* temporarily drop our reference to the model so that
 401                    as the model pushes its current state to us, we don't
 402                    try to update it.
 403                 */
 404
 405                 boost::shared_ptr<MidiModel> mm = _model;
 406                 _model.reset ();
 407
 408                 /* flush model contents to disk
 409                  */
 410
 411                 mm->sync_to_source ();
 412
 413                 /* reacquire model */
 414
 415                 _model = mm;
 416
 417         } else {
 418                 flush_midi();
 419         }
 420 }
 421
 422 void
 423 MidiSource::set_note_mode(NoteMode mode)
 424 {
 425         if (_model) {
 426                 _model->set_note_mode(mode);
 427         }
 428 }
 429
 430 void
 431 MidiSource::drop_model ()
 432 {
 433         _model.reset();
 434         ModelChanged (); /* EMIT SIGNAL */
 435 }
 436
 437 void
 438 MidiSource::set_model (boost::shared_ptr<MidiModel> m)
 439 {
 440         _model = m;
 441         ModelChanged (); /* EMIT SIGNAL */
 442 }
 443
 444 /** @return Interpolation style that should be used for control parameter \a p */
 445 Evoral::ControlList::InterpolationStyle
 446 MidiSource::interpolation_of (Evoral::Parameter p) const
 447 {
 448         InterpolationStyleMap::const_iterator i = _interpolation_style.find (p);
 449         if (i == _interpolation_style.end()) {
 450                 return EventTypeMap::instance().interpolation_of (p);
 451         }
 452
 453         return i->second;
 454 }
 455
 456 AutoState
 457 MidiSource::automation_state_of (Evoral::Parameter p) const
 458 {
 459         AutomationStateMap::const_iterator i = _automation_state.find (p);
 460         if (i == _automation_state.end()) {
 461                 /* default to `play', otherwise if MIDI is recorded /
 462                    imported with controllers etc. they are by default
 463                    not played back, which is a little surprising.
 464                 */
 465                 return Play;
 466         }
 467
 468         return i->second;
 469 }
 470
 471 /** Set interpolation style to be used for a given parameter.  This change will be
 472  *  propagated to anyone who needs to know.
 473  */
 474 void
 475 MidiSource::set_interpolation_of (Evoral::Parameter p, Evoral::ControlList::InterpolationStyle s)
 476 {
 477         if (interpolation_of (p) == s) {
 478                 return;
 479         }
 480
 481         if (EventTypeMap::instance().interpolation_of (p) == s) {
 482                 /* interpolation type is being set to the default, so we don't need a note in our map */
 483                 _interpolation_style.erase (p);
 484         } else {
 485                 _interpolation_style[p] = s;
 486         }
 487
 488         InterpolationChanged (p, s); /* EMIT SIGNAL */
 489 }
 490
 491 void
 492 MidiSource::set_automation_state_of (Evoral::Parameter p, AutoState s)
 493 {
 494         if (automation_state_of (p) == s) {
 495                 return;
 496         }
 497
 498         if (s == Play) {
 499                 /* automation state is being set to the default, so we don't need a note in our map */
 500                 _automation_state.erase (p);
 501         } else {
 502                 _automation_state[p] = s;
 503         }
 504
 505         AutomationStateChanged (p, s); /* EMIT SIGNAL */
 506 }
 507
 508 void
 509 MidiSource::copy_interpolation_from (boost::shared_ptr<MidiSource> s)
 510 {
 511         copy_interpolation_from (s.get ());
 512 }
 513
 514 void
 515 MidiSource::copy_automation_state_from (boost::shared_ptr<MidiSource> s)
 516 {
 517         copy_automation_state_from (s.get ());
 518 }
 519
 520 void
 521 MidiSource::copy_interpolation_from (MidiSource* s)
 522 {
 523         _interpolation_style = s->_interpolation_style;
 524
 525         /* XXX: should probably emit signals here */
 526 }
 527
 528 void
 529 MidiSource::copy_automation_state_from (MidiSource* s)
 530 {
 531         _automation_state = s->_automation_state;
 532
 533         /* XXX: should probably emit signals here */
 534 }