decoders/midi/pd.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2013 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
   5 ##
   6 ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 ## the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9 ## (at your option) any later version.
  10 ##
  11 ## This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12 ## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 ## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 ## GNU General Public License for more details.
  15 ##
  16 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 ## along with this program; if not, write to the Free Software
  18 ## Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
  19 ##
  20
  21 # MIDI protocol decoder
  22
  23 import sigrokdecode as srd
  24 from .lists import *
  25
  26 RX = 0
  27 TX = 1
  28
  29 class Decoder(srd.Decoder):
  30     api_version = 1
  31     id = 'midi'
  32     name = 'MIDI'
  33     longname = 'Musical Instrument Digital Interface'
  34     desc = 'Musical Instrument Digital Interface (MIDI) protocol.'
  35     license = 'gplv2+'
  36     inputs = ['uart']
  37     outputs = ['midi']
  38     probes = []
  39     optional_probes = []
  40     options = {}
  41     annotations = [
  42         ['Text (verbose)', 'Human-readable text (verbose)'],
  43         # ['Text', 'Human-readable text'],
  44     ]
  45
  46     def __init__(self, **kwargs):
  47         self.cmd = []
  48         self.state = 'IDLE'
  49         self.ss = None
  50         self.es = None
  51         self.ss_block = None
  52         self.es_block = None
  53
  54     def start(self):
  55         # self.out_proto = self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)
  56         self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
  57
  58     def putx(self, data):
  59         self.put(self.ss_block, self.es_block, self.out_ann, data)
  60
  61     def handle_channel_msg_0x80(self):
  62         # Note off: 8n kk vv
  63         # n = channel, kk = note, vv = velocity
  64         c = self.cmd
  65         if len(c) < 3:
  66             return
  67         self.es_block = self.es
  68         msg, chan, note, velocity = c[0] & 0xf0, (c[0] & 0x0f) + 1, c[1], c[2]
  69         self.putx([0, ['Channel %d: %s (note = %d, velocity = %d)' % \
  70                   (chan, status_bytes[msg], note, velocity)]])
  71         self.cmd, self.state = [], 'IDLE'
  72
  73     def handle_channel_msg_0x90(self):
  74         # Note on: 9n kk vv
  75         # n = channel, kk = note, vv = velocity
  76         # If velocity == 0 that actually means 'note off', though.
  77         c = self.cmd
  78         if len(c) < 3:
  79             return
  80         self.es_block = self.ss
  81         msg, chan, note, velocity = c[0] & 0xf0, (c[0] & 0x0f) + 1, c[1], c[2]
  82         s = 'note off' if (velocity == 0) else status_bytes[msg]
  83         self.putx([0, ['Channel %d: %s (note = %d, velocity = %d)' % \
  84                   (chan, s, note, velocity)]])
  85         self.cmd, self.state = [], 'IDLE'
  86
  87     def handle_channel_msg_0xa0(self):
  88         # Polyphonic key pressure / aftertouch: An kk vv
  89         # n = channel, kk = polyphonic key pressure, vv = pressure value
  90         pass # TODO
  91
  92     def handle_controller_0x44(self):
  93         # Legato footswitch: Bn 44 vv
  94         # n = channel, vv = value (<= 0x3f: normal, > 0x3f: legato)
  95         chan, vv = (self.cmd[0] & 0x0f) + 1, self.cmd[2]
  96         t = 'normal' if vv <= 0x3f else 'legato'
  97         self.putx([0, ['Channel %d: control function \'%s\' = %s' % \
  98                   (chan, control_functions[0x44], t)]])
  99
 100     def handle_controller_0x54(self):
 101         # Portamento control (PTC): Bn 54 kk
 102         # n = channel, kk = source note for pitch reference
 103         chan, kk = (self.cmd[0] & 0x0f) + 1, self.cmd[2]
 104         self.putx([0, ['Channel %d: control function \'%s\' (source note ' \
 105                   '= %d)' % (chan, control_functions[0x54], kk)]])
 106
 107     def handle_controller_generic(self):
 108         c = self.cmd
 109         chan, fn, param = (c[0] & 0x0f) + 1, c[1], c[2]
 110         ctrl_fn = control_functions.get(fn, 'undefined')
 111         self.putx([0, ['Channel %d: control change to function \'%s\' ' \
 112                   '(param = 0x%02x)' % (chan, ctrl_fn, param)]])
 113
 114     def handle_channel_msg_0xb0(self):
 115         # Control change (or channel mode messages): Bn cc vv
 116         # n = channel, cc = control number (0 - 119), vv = control value
 117         c = self.cmd
 118         if (len(c) >= 2) and (c[1] in range(0x78, 0x7f + 1)):
 119             # This is not a control change, but rather a channel mode message.
 120             # TODO: Handle channel mode messages.
 121             return
 122         if len(c) < 3:
 123             return
 124         self.es_block = self.es
 125         handle_ctrl = getattr(self, 'handle_controller_0x%02x' % c[1],
 126                               self.handle_controller_generic)
 127         handle_ctrl()
 128         self.cmd, self.state = [], 'IDLE'
 129
 130     def handle_channel_msg_0xc0(self):
 131         # Program change: Cn pp
 132         # n = channel, pp = program number (0 - 127)
 133         pass # TODO
 134
 135     def handle_channel_msg_0xd0(self):
 136         # Channel pressure / aftertouch: Dn vv
 137         # n = channel, vv = pressure value
 138         pass # TODO
 139
 140     def handle_channel_msg_0xe0(self):
 141         # Pitch bend change: En ll mm
 142         # n = channel, ll = pitch bend change LSB, mm = pitch bend change MSB
 143         pass # TODO
 144
 145     def handle_channel_msg_generic(self):
 146         msg_type = self.cmd[0] & 0xf0
 147         self.putx([0, ['Unknown channel message type: 0x%02x' % msg_type]])
 148         # TODO: Handle properly.
 149
 150     def handle_channel_msg(self, newbyte):
 151         self.cmd.append(newbyte)
 152         msg_type = self.cmd[0] & 0xf0
 153         handle_msg = getattr(self, 'handle_channel_msg_0x%02x' % msg_type,
 154                              self.handle_channel_msg_generic)
 155         handle_msg()
 156
 157     def handle_sysex_msg(self, newbyte):
 158         # SysEx message: 1 status byte, x data bytes, EOX byte
 159         self.cmd.append(newbyte)
 160         if newbyte != 0xf7: # EOX
 161             return
 162         self.es_block = self.es
 163         # TODO: Get message ID, vendor ID, message contents, etc.
 164         self.putx([0, ['SysEx message']])
 165         self.cmd, self.state = [], 'IDLE'
 166
 167     def handle_syscommon_msg(self, newbyte):
 168         pass # TODO
 169
 170     def handle_sysrealtime_msg(self, newbyte):
 171         # System realtime message: 0b11111ttt (t = message type)
 172         self.es_block = self.ss
 173         self.putx([0, ['System realtime message: %s' % status_bytes[newbyte]]])
 174         self.cmd, self.state = [], 'IDLE'
 175
 176     def decode(self, ss, es, data):
 177         ptype, rxtx, pdata = data
 178
 179         # For now, ignore all UART packets except the actual data packets.
 180         if ptype != 'DATA':
 181             return
 182
 183         self.ss, self.es = ss, es
 184
 185         # Short MIDI overview:
 186         #  - Status bytes are 0x80-0xff, data bytes are 0x00-0x7f.
 187         #  - Most messages: 1 status byte, 1-2 data bytes.
 188         #  - Real-time system messages: always 1 byte.
 189         #  - SysEx messages: 1 status byte, n data bytes, EOX byte.
 190
 191         # State machine.
 192         if self.state == 'IDLE':
 193             # Wait until we see a status byte (bit 7 must be set).
 194             if pdata < 0x80:
 195                 return # TODO: How to handle? Ignore?
 196             # This is a status byte, remember the start sample.
 197             self.ss_block = ss
 198             if pdata in range(0x80, 0xef + 1):
 199                 self.state = 'HANDLE CHANNEL MSG'
 200             elif pdata == 0xf0:
 201                 self.state = 'HANDLE SYSEX MSG'
 202             elif pdata in range(0xf1, 0xf7 + 1):
 203                 self.state = 'HANDLE SYSCOMMON MSG'
 204             elif pdata in range(0xf8, 0xff + 1):
 205                 self.state = 'HANDLE SYSREALTIME MSG'
 206
 207         # Yes, this is intentionally _not_ an 'elif' here.
 208         if self.state == 'HANDLE CHANNEL MSG':
 209             self.handle_channel_msg(pdata)
 210         elif self.state == 'HANDLE SYSEX MSG':
 211             self.handle_sysex_msg(pdata)
 212         elif self.state == 'HANDLE SYSCOMMON MSG':
 213             self.handle_syscommon_msg(pdata)
 214         elif self.state == 'HANDLE SYSREALTIME MSG':
 215             self.handle_sysrealtime_msg(pdata)
 216         else:
 217             raise Exception('Invalid state: %s' % self.state)
 218