[BACK]Return to midiplay.c CVS log [TXT][DIR] Up to [local] / src / usr.bin / midiplay

Annotation of src/usr.bin/midiplay/midiplay.c, Revision 1.3

1.3     ! mpech       1: /*     $OpenBSD: midiplay.c,v 1.2 2002/02/16 21:27:49 millert Exp $    */
1.1       niklas      2: /*     $NetBSD: midiplay.c,v 1.8 1998/11/25 22:17:07 augustss Exp $    */
                      3:
                      4: /*
                      5:  * Copyright (c) 1998 The NetBSD Foundation, Inc.
                      6:  * All rights reserved.
                      7:  *
                      8:  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
                      9:  * by Lennart Augustsson (augustss@netbsd.org).
                     10:  *
                     11:  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
                     12:  * modification, are permitted provided that the following conditions
                     13:  * are met:
                     14:  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
                     15:  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
                     16:  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
                     17:  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
                     18:  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
                     19:  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
                     20:  *    must display the following acknowledgement:
                     21:  *        This product includes software developed by the NetBSD
                     22:  *        Foundation, Inc. and its contributors.
                     23:  * 4. Neither the name of The NetBSD Foundation nor the names of its
                     24:  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
                     25:  *    from this software without specific prior written permission.
                     26:  *
                     27:  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
                     28:  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
                     29:  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
                     30:  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
                     31:  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
                     32:  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
                     33:  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
                     34:  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
                     35:  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
                     36:  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
                     37:  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
                     38:  */
                     39:
                     40: #include <stdio.h>
                     41: #include <stdlib.h>
                     42: #include <fcntl.h>
                     43: #include <err.h>
                     44: #include <unistd.h>
                     45: #include <string.h>
                     46: #include <sys/types.h>
                     47: #include <sys/stat.h>
                     48: #include <sys/ioctl.h>
                     49: #include <sys/midiio.h>
                     50:
                     51: #define DEVMUSIC "/dev/music"
                     52:
                     53: struct track {
                     54:        u_char *start, *end;
                     55:        u_long curtime;
                     56:        u_char status;
                     57: };
                     58:
                     59: #define MIDI_META 0xff
                     60:
                     61: #define META_SEQNO     0x00
                     62: #define META_TEXT      0x01
                     63: #define META_COPYRIGHT 0x02
                     64: #define META_TRACK     0x03
                     65: #define META_INSTRUMENT        0x04
                     66: #define META_LYRIC     0x05
                     67: #define META_MARKER    0x06
                     68: #define META_CUE       0x07
                     69: #define META_CHPREFIX  0x20
                     70: #define META_EOT       0x2f
                     71: #define META_SET_TEMPO 0x51
                     72: #define META_KEY       0x59
                     73: #define META_SMPTE     0x54
                     74: #define META_TIMESIGN  0x58
                     75:
                     76: char *metanames[] = {
                     77:        "", "Text", "Copyright", "Track", "Instrument",
                     78:        "Lyric", "Marker", "Cue",
                     79: };
                     80:
                     81: static int midi_lengths[] = { 2,2,2,2,1,1,2,0 };
                     82: /* Number of bytes in a MIDI command */
                     83: #define MIDI_LENGTH(d) (midi_lengths[((d) >> 4) & 7])
                     84:
1.2       millert    85: void usage(void);
                     86: void send_event(seq_event_rec *);
                     87: void dometa(u_int, u_char *, u_int);
                     88: void midireset(void);
                     89: void send_sysex(u_char *, u_int);
                     90: u_long getvar(struct track *);
                     91: void playfile(FILE *, char *);
                     92: void playdata(u_char *, u_int, char *);
                     93: int main(int argc, char **argv);
1.1       niklas     94:
                     95: extern char *__progname;
                     96:
                     97: #define P(c) 1,0x90,c,0x7f,4,0x80,c,0
                     98: #define PL(c) 1,0x90,c,0x7f,8,0x80,c,0
                     99: #define C 0x3c
                    100: #define D 0x3e
                    101: #define E 0x40
                    102: #define F 0x41
                    103:
                    104: u_char sample[] = {
                    105:        'M','T','h','d',  0,0,0,6,  0,1,  0,1,  0,8,
                    106:        'M','T','r','k',  0,0,0,4+13*8,
                    107:        P(C), P(C), P(C), P(E), P(D), P(D), P(D),
                    108:        P(F), P(E), P(E), P(D), P(D), PL(C),
                    109:        0, 0xff, 0x2f, 0
                    110: };
                    111: #undef P
                    112: #undef PL
                    113: #undef C
                    114: #undef D
                    115: #undef E
                    116: #undef F
                    117:
                    118: #define MARK_HEADER "MThd"
                    119: #define MARK_TRACK "MTrk"
                    120: #define MARK_LEN 4
                    121:
                    122: #define SIZE_LEN 4
                    123: #define HEADER_LEN 6
                    124:
                    125: #define GET8(p) ((p)[0])
                    126: #define GET16(p) (((p)[0] << 8) | (p)[1])
                    127: #define GET24(p) (((p)[0] << 16) | ((p)[1] << 8) | (p)[2])
                    128: #define GET32(p) (((p)[0] << 24) | ((p)[1] << 16) | ((p)[2] << 8) | (p)[3])
                    129:
                    130: void
                    131: usage()
                    132: {
                    133:        printf("Usage: %s [-d unit] [-f file] [-l] [-m] [-q] [-t tempo] [-v] [-x] [file ...]\n",
                    134:                __progname);
                    135:        exit(1);
                    136: }
                    137:
                    138: int showmeta = 0;
                    139: int verbose = 0;
                    140: #define BASETEMPO 400000
                    141: u_int tempo = BASETEMPO;               /* microsec / quarter note */
                    142: u_int ttempo = 100;
                    143: int unit = 0;
                    144: int play = 1;
                    145: int fd;
                    146:
                    147: void
                    148: send_event(ev)
                    149:        seq_event_rec *ev;
                    150: {
                    151:        /*
                    152:        printf("%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x\n",
                    153:               ev->arr[0], ev->arr[1], ev->arr[2], ev->arr[3],
                    154:               ev->arr[4], ev->arr[5], ev->arr[6], ev->arr[7]);
                    155:        */
                    156:        if (play)
                    157:                write(fd, ev, sizeof *ev);
                    158: }
                    159:
                    160: u_long
                    161: getvar(tp)
                    162:        struct track *tp;
                    163: {
                    164:        u_long r, c;
                    165:
                    166:        r = 0;
                    167:        do {
                    168:                c = *tp->start++;
                    169:                r = (r << 7) | (c & 0x7f);
                    170:        } while ((c & 0x80) && tp->start < tp->end);
                    171:        return (r);
                    172: }
                    173:
                    174: void
                    175: dometa(meta, p, len)
                    176:        u_int meta;
                    177:        u_char *p;
                    178:        u_int len;
                    179: {
                    180:        switch (meta) {
                    181:        case META_TEXT:
                    182:        case META_COPYRIGHT:
                    183:        case META_TRACK:
                    184:        case META_INSTRUMENT:
                    185:        case META_LYRIC:
                    186:        case META_MARKER:
                    187:        case META_CUE:
                    188:                if (showmeta) {
                    189:                        printf("%s: ", metanames[meta]);
                    190:                        fwrite(p, len, 1, stdout);
                    191:                        printf("\n");
                    192:                }
                    193:                break;
                    194:        case META_SET_TEMPO:
                    195:                tempo = GET24(p);
                    196:                if (showmeta)
                    197:                        printf("Tempo: %d us / quarter note\n", tempo);
                    198:                break;
                    199:        case META_TIMESIGN:
                    200:                if (showmeta) {
                    201:                        int n = p[1];
                    202:                        int d = 1;
                    203:                        while (n-- > 0)
                    204:                                d *= 2;
                    205:                        printf("Time signature: %d/%d %d,%d\n",
                    206:                               p[0], d, p[2], p[3]);
                    207:                }
                    208:                break;
                    209:        case META_KEY:
                    210:                if (showmeta)
                    211:                        printf("Key: %d %s\n", (char)p[0],
                    212:                               p[1] ? "minor" : "major");
                    213:                break;
                    214:        default:
                    215:                break;
                    216:        }
                    217: }
                    218:
                    219: void
                    220: midireset()
                    221: {
                    222:        /* General MIDI reset sequence */
                    223:        static u_char gm_reset[] = { 0x7e, 0x7f, 0x09, 0x01, 0xf7 };
                    224:
                    225:        send_sysex(gm_reset, sizeof gm_reset);
                    226: }
                    227:
                    228: #define SYSEX_CHUNK 6
                    229: void
                    230: send_sysex(p, l)
                    231:        u_char *p;
                    232:        u_int l;
                    233: {
                    234:        seq_event_rec event;
                    235:        u_int n;
                    236:
                    237:        event.arr[0] = SEQ_SYSEX;
                    238:        event.arr[1] = unit;
                    239:        do {
                    240:                n = SYSEX_CHUNK;
                    241:                if (l < n) {
                    242:                        memset(&event.arr[2], 0xff, SYSEX_CHUNK);
                    243:                        n = l;
                    244:                }
                    245:                memcpy(&event.arr[2], p, n);
                    246:                send_event(&event);
                    247:                l -= n;
                    248:        } while (l > 0);
                    249: }
                    250:
                    251: void
                    252: playfile(f, name)
                    253:        FILE *f;
                    254:        char *name;
                    255: {
                    256:        u_char *buf;
                    257:        u_int tot, n, size, nread;
                    258:
                    259:        /*
                    260:         * We need to read the whole file into memory for easy processing.
                    261:         * Using mmap() would be nice, but some file systems do not support
                    262:         * it, nor does reading from e.g. a pipe.  The latter also precludes
                    263:         * finding out the file size without reading it.
                    264:         */
                    265:        size = 1000;
                    266:        buf = malloc(size);
                    267:        if (buf == 0)
1.3     ! mpech     268:                errx(1, "malloc() failed");
1.1       niklas    269:        nread = size;
                    270:        tot = 0;
                    271:        for (;;) {
                    272:                n = fread(buf + tot, 1, nread, f);
                    273:                tot += n;
                    274:                if (n < nread)
                    275:                        break;
                    276:                /* There must be more to read. */
                    277:                nread = size;
                    278:                size *= 2;
                    279:                buf = realloc(buf, size);
                    280:                if (buf == NULL)
1.3     ! mpech     281:                        errx(1, "realloc() failed");
1.1       niklas    282:        }
                    283:        playdata(buf, tot, name);
                    284:        free(buf);
                    285: }
                    286:
                    287: void
                    288: playdata(buf, tot, name)
                    289:        u_char *buf;
                    290:        u_int tot;
                    291:        char *name;
                    292: {
                    293:        int format, ntrks, divfmt, ticks, t, besttrk = 0;
                    294:        u_int len, mlen, status, chan;
                    295:        u_char *p, *end, byte, meta, *msg;
                    296:        struct track *tracks;
                    297:        u_long bestcur, now;
                    298:        struct track *tp;
                    299:        seq_event_rec event;
                    300:
                    301:        end = buf + tot;
                    302:        if (verbose)
                    303:                printf("Playing %s (%d bytes) ... \n", name, tot);
                    304:
                    305:        if (memcmp(buf, MARK_HEADER, MARK_LEN) != 0) {
1.3     ! mpech     306:                warnx("Not a MIDI file, missing header");
1.1       niklas    307:                return;
                    308:        }
                    309:        if (GET32(buf + MARK_LEN) != HEADER_LEN) {
1.3     ! mpech     310:                warnx("Not a MIDI file, bad header");
1.1       niklas    311:                return;
                    312:        }
                    313:        format = GET16(buf + MARK_LEN + SIZE_LEN);
                    314:        ntrks = GET16(buf + MARK_LEN + SIZE_LEN + 2);
                    315:        divfmt = GET8(buf + MARK_LEN + SIZE_LEN + 4);
                    316:        ticks = GET8(buf + MARK_LEN + SIZE_LEN + 5);
                    317:        p = buf + MARK_LEN + SIZE_LEN + HEADER_LEN;
                    318:        if ((divfmt & 0x80) == 0)
                    319:                ticks |= divfmt << 8;
                    320:        else
1.3     ! mpech     321:                errx(1, "Absolute time codes not implemented yet");
1.1       niklas    322:        if (verbose > 1)
                    323:                printf("format=%d ntrks=%d divfmt=%x ticks=%d\n",
                    324:                       format, ntrks, divfmt, ticks);
                    325:        if (format != 0 && format != 1) {
1.3     ! mpech     326:                warnx("Cannnot play MIDI file of type %d", format);
1.1       niklas    327:                return;
                    328:        }
                    329:        if (ntrks == 0)
                    330:                return;
                    331:        tracks = malloc(ntrks * sizeof(struct track));
                    332:        if (tracks == NULL)
1.3     ! mpech     333:                errx(1, "malloc() tracks failed");
1.1       niklas    334:        for (t = 0; t < ntrks; ) {
                    335:                if (p >= end - MARK_LEN - SIZE_LEN) {
1.3     ! mpech     336:                        warnx("Cannot find track %d", t);
1.1       niklas    337:                        goto ret;
                    338:                }
                    339:                len = GET32(p + MARK_LEN);
                    340:                if (len > 1000000) { /* a safe guard */
1.3     ! mpech     341:                        warnx("Crazy track length");
1.1       niklas    342:                        goto ret;
                    343:                }
                    344:                if (memcmp(p, MARK_TRACK, MARK_LEN) == 0) {
                    345:                        tracks[t].start = p + MARK_LEN + SIZE_LEN;
                    346:                        tracks[t].end = tracks[t].start + len;
                    347:                        tracks[t].curtime = getvar(&tracks[t]);
                    348:                        t++;
                    349:                }
                    350:                p += MARK_LEN + SIZE_LEN + len;
                    351:        }
                    352:
                    353:        /*
                    354:         * Play MIDI events by selecting the track track with the lowest
                    355:         * curtime.  Execute the event, update the curtime and repeat.
                    356:         */
                    357:
                    358:        /*
                    359:         * The ticks variable is the number of ticks that make up a quarter
                    360:         * note and is used as a reference value for the delays between
                    361:         * the MIDI events.
                    362:         * The sequencer has two "knobs": the TIMEBASE and the TEMPO.
                    363:         * The delay specified in TMR_WAIT_REL is specified in
                    364:         * sequencer time units.  The length of a unit is
                    365:         * 60*1000000 / (TIMEBASE * TEMPO).
                    366:         * Set it to 1ms/unit (adjusted by user tempo changes).
                    367:         */
                    368:        t = 500 * ttempo / 100;
                    369:        if (ioctl(fd, SEQUENCER_TMR_TIMEBASE, &t) < 0)
                    370:                err(1, "SEQUENCER_TMR_TIMEBASE");
                    371:        t = 120;
                    372:        if (ioctl(fd, SEQUENCER_TMR_TEMPO, &t) < 0)
                    373:                err(1, "SEQUENCER_TMR_TEMPO");
                    374:        if (ioctl(fd, SEQUENCER_TMR_START, 0) < 0)
                    375:                err(1, "SEQUENCER_TMR_START");
                    376:        now = 0;
                    377:        for (;;) {
                    378:                /* Locate lowest curtime */
                    379:                bestcur = ~0;
                    380:                for (t = 0; t < ntrks; t++) {
                    381:                        if (tracks[t].curtime < bestcur) {
                    382:                                bestcur = tracks[t].curtime;
                    383:                                besttrk = t;
                    384:                        }
                    385:                }
                    386:                if (bestcur == ~0)
                    387:                        break;
                    388:                if (verbose > 1) {
                    389:                        printf("DELAY %4ld TRACK %2d ", bestcur-now, besttrk);
                    390:                        fflush(stdout);
                    391:                }
                    392:                if (now < bestcur) {
                    393:                        union {
                    394:                                u_int32_t i;
                    395:                                u_int8_t b[4];
                    396:                        } u;
                    397:                        u_int32_t delta = bestcur - now;
                    398:                        delta = (int)((double)delta * tempo / (1000.0*ticks));
                    399:                        u.i = delta;
                    400:                        if (delta != 0) {
                    401:                                event.arr[0] = SEQ_TIMING;
                    402:                                event.arr[1] = TMR_WAIT_REL;
                    403:                                event.arr[4] = u.b[0];
                    404:                                event.arr[5] = u.b[1];
                    405:                                event.arr[6] = u.b[2];
                    406:                                event.arr[7] = u.b[3];
                    407:                                send_event(&event);
                    408:                        }
                    409:                }
                    410:                now = bestcur;
                    411:                tp = &tracks[besttrk];
                    412:                byte = *tp->start++;
                    413:                if (byte == MIDI_META) {
                    414:                        meta = *tp->start++;
                    415:                        mlen = getvar(tp);
                    416:                        if (verbose > 1)
                    417:                                printf("META %02x (%d)\n", meta, mlen);
                    418:                        dometa(meta, tp->start, mlen);
                    419:                        tp->start += mlen;
                    420:                } else {
                    421:                        if (MIDI_IS_STATUS(byte))
                    422:                                tp->status = byte;
                    423:                        else
                    424:                                tp->start--;
                    425:                        mlen = MIDI_LENGTH(tp->status);
                    426:                        msg = tp->start;
                    427:                        if (verbose > 1) {
                    428:                            if (mlen == 1)
                    429:                                printf("MIDI %02x (%d) %02x\n",
                    430:                                       tp->status, mlen, msg[0]);
                    431:                            else
                    432:                                printf("MIDI %02x (%d) %02x %02x\n",
                    433:                                       tp->status, mlen, msg[0], msg[1]);
                    434:                        }
                    435:                        status = MIDI_GET_STATUS(tp->status);
                    436:                        chan = MIDI_GET_CHAN(tp->status);
                    437:                        switch (status) {
                    438:                        case MIDI_NOTEOFF:
                    439:                        case MIDI_NOTEON:
                    440:                        case MIDI_KEY_PRESSURE:
                    441:                                SEQ_MK_CHN_VOICE(&event, unit, status, chan,
                    442:                                                 msg[0], msg[1]);
                    443:                                send_event(&event);
                    444:                                break;
                    445:                        case MIDI_CTL_CHANGE:
                    446:                                SEQ_MK_CHN_COMMON(&event, unit, status, chan,
                    447:                                                  msg[0], 0, msg[1]);
                    448:                                send_event(&event);
                    449:                                break;
                    450:                        case MIDI_PGM_CHANGE:
                    451:                        case MIDI_CHN_PRESSURE:
                    452:                                SEQ_MK_CHN_COMMON(&event, unit, status, chan,
                    453:                                                  msg[0], 0, 0);
                    454:                                send_event(&event);
                    455:                                break;
                    456:                        case MIDI_PITCH_BEND:
                    457:                                SEQ_MK_CHN_COMMON(&event, unit, status, chan,
                    458:                                                  0, 0,
                    459:                                                  (msg[0] & 0x7f) |
                    460:                                                  ((msg[1] & 0x7f) << 7));
                    461:                                send_event(&event);
                    462:                                break;
                    463:                        case MIDI_SYSTEM_PREFIX:
                    464:                                mlen = getvar(tp);
                    465:                                if (tp->status == MIDI_SYSEX_START)
                    466:                                        send_sysex(tp->start, mlen);
                    467:                                else
                    468:                                        /* Sorry, can't do this yet */;
                    469:                                break;
                    470:                        default:
                    471:                                if (verbose)
                    472:                                        printf("MIDI event 0x%02x ignored\n",
                    473:                                               tp->status);
                    474:                        }
                    475:                        tp->start += mlen;
                    476:                }
                    477:                if (tp->start >= tp->end)
                    478:                        tp->curtime = ~0;
                    479:                else
                    480:                        tp->curtime += getvar(tp);
                    481:        }
                    482:        if (ioctl(fd, SEQUENCER_SYNC, 0) < 0)
                    483:                err(1, "SEQUENCER_SYNC");
                    484:
                    485:  ret:
                    486:        free(tracks);
                    487: }
                    488:
                    489: int
                    490: main(argc, argv)
                    491:        int argc;
                    492:        char **argv;
                    493: {
                    494:        int ch;
                    495:        int listdevs = 0;
                    496:        int example = 0;
                    497:        int nmidi;
                    498:        char *file = DEVMUSIC;
                    499:        struct synth_info info;
                    500:        FILE *f;
                    501:
                    502:        while ((ch = getopt(argc, argv, "?d:f:lmqt:vx")) != -1) {
                    503:                switch(ch) {
                    504:                case 'd':
                    505:                        unit = atoi(optarg);
                    506:                        break;
                    507:                case 'f':
                    508:                        file = optarg;
                    509:                        break;
                    510:                case 'l':
                    511:                        listdevs++;
                    512:                        break;
                    513:                case 'm':
                    514:                        showmeta++;
                    515:                        break;
                    516:                case 'q':
                    517:                        play = 0;
                    518:                        break;
                    519:                case 't':
                    520:                        ttempo = atoi(optarg);
                    521:                        break;
                    522:                case 'v':
                    523:                        verbose++;
                    524:                        break;
                    525:                case 'x':
                    526:                        example++;
                    527:                        break;
                    528:                case '?':
                    529:                default:
                    530:                        usage();
                    531:                }
                    532:        }
                    533:        argc -= optind;
                    534:        argv += optind;
                    535:
                    536:        fd = open(file, O_WRONLY);
                    537:        if (fd < 0)
                    538:                err(1, "%s", file);
                    539:        if (ioctl(fd, SEQUENCER_NRMIDIS, &nmidi) < 0)
                    540:                err(1, "ioctl(SEQUENCER_NRMIDIS) failed, ");
                    541:        if (nmidi == 0)
1.3     ! mpech     542:                errx(1, "Sorry, no MIDI devices available");
1.1       niklas    543:        if (listdevs) {
                    544:                for (info.device = 0; info.device < nmidi; info.device++) {
                    545:                        if (ioctl(fd, SEQUENCER_INFO, &info) < 0)
                    546:                                err(1, "ioctl(SEQUENCER_INFO) failed, ");
                    547:                        printf("%d: %s\n", info.device, info.name);
                    548:                }
                    549:                exit(0);
                    550:        }
                    551:        midireset();
                    552:        if (example)
                    553:                playdata(sample, sizeof sample, "<Gubben Noa>");
                    554:        else if (argc == 0)
                    555:                playfile(stdin, "<stdin>");
                    556:        else
                    557:                while (argc--) {
                    558:                        f = fopen(*argv, "r");
                    559:                        if (f == NULL)
                    560:                                err(1, "%s", *argv);
                    561:                        else {
                    562:                                playfile(f, *argv);
                    563:                                fclose(f);
                    564:                        }
                    565:                        argv++;
                    566:                }
                    567:
                    568:        exit(0);
                    569: }