MIDIメッセージを送信する
・midiOutShortMsg, midiOutLongMsgを使います。
ショート・メッセージ (4バイト以内のメッセージ) から先に解説します。
・MidiOutApi
/**** Source Code (C#) ****/
/// <summary>
/// MIDI出力APIの宣言です。
/// </summary>
public static class MidiOutApi
{
/// <summary>
/// MIDIショートメッセージを送信します。
/// </summary>
[DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "midiOutShortMsg")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public static extern MMResult midiOutShortMsg([MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)] IntPtr hMidiOut, [MarshalAs(UnmanagedType.U4)] uint dwMsg);
}
・MidiOutPortHandle
/**** Source Code (C#) ****/
/// <summary>
/// MIDI出力ポートを抽象化するクラスです。
/// </summary>
public sealed class MidiOutPortHandle : IDisposable
{
/// <summary>
/// MIDIデータを送信します。
/// </summary>
public void Send(byte[] data)
{
CheckDisposed();
data.CheckNotNull();
if (data.Length == 0)
{
return;
}
if (data.Length <= 4)
{
SendShortMessage(data);
}
else
{
SendLongMessage(data);
}
}
/// <summary>
/// 4バイト以内のMIDIメッセージ(Short Message)を送信します。
/// </summary>
void SendShortMessage(byte[] data)
{
uint message = 0;
for (int i = 0; i < data.Length; i++)
{
message |= ((uint)data[i]) << (i * 8);
}
MidiOutApi.midiOutShortMsg(hMidiOut, message);
}
}
・Bounder
/**** Source Code (C#) ****/
/// <summary>
/// 値の範囲をチェックする拡張クラスです。
/// </summary>
public static class Bounder
{
/// <summary>
/// オブジェクトがnull参照の時にエラーを発生させます。
/// </summary>
public static void CheckNotNull(this object target)
{
if (target == null)
{
throw new ArgumentNullException();
}
}
}
Send関数の中で、メッセージの長さに応じてSendShortMessageとSendLongMessageに振り分けています。
object.CheckNotNull拡張メソッドは、オブジェクトがNull参照かどうかをチェックする汎用関数です。
4バイト以内のメッセージは、リトルエンディアンでuint型にエンコードして送信することになっているので、それに従います。(C++ではポインタの強制型変換で済むが、C#ではそうはいかない。)
次はロング・メッセージの送信コードです。
・MidiOutApi
/**** Source Code (C#) ****/
/// <summary>
/// MIDI出力APIの宣言です。
/// </summary>
public static class MidiOutApi
{
/// <summary>
/// MIDIロングメッセージを送信します。
/// </summary>
[DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "midiOutLongMsg")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public static extern MMResult midiOutLongMsg([MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)] IntPtr hMidiOut, ref MidiHdr lpMidiOutHdr, [MarshalAs(UnmanagedType.U4)] uint uSize);
/// <summary>
/// MIDI出力バッファを登録します。
/// </summary>
[DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "midiOutPrepareHeader")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public static extern MMResult midiOutPrepareHeader([MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)] IntPtr hMidiOut, ref MidiHdr lpMidiOutHdr, [MarshalAs(UnmanagedType.U4)] uint uSize);
/// <summary>
/// MIDI出力バッファの登録を解除します。
/// </summary>
[DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "midiOutUnprepareHeader")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public static extern MMResult midiOutUnprepareHeader([MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)] IntPtr hMidiOut, ref MidiHdr lpMidiOutHdr, [MarshalAs(UnmanagedType.U4)] uint uSize);
}
・MidiOutPortHandle
/**** Source Code (C#) ****/
/// <summary>
/// MIDI出力ポートを抽象化するクラスです。
/// </summary>
public sealed class MidiOutPortHandle : IDisposable
{
static int maxBufferSize = 64 * 1024;
static uint hdrSize = (uint)Marshal.SizeOf(typeof(MidiHdr));
/// <summary>
/// 5バイト以上のMIDIメッセージ(Long Message)を送信します。
/// </summary>
void SendLongMessage(byte[] data)
{
if (data.Length > maxBufferSize)
{
throw new InvalidOperationException();
}
MidiHdr hdr = new MidiHdr();
hdr.dwReserved = new IntPtr[8];
GCHandle dataHandle = GCHandle.Alloc(data, GCHandleType.Pinned);
try
{
hdr.lpData = dataHandle.AddrOfPinnedObject();
hdr.dwBufferLength = (uint)data.Length;
hdr.dwFlags = 0;
SendBuffer(hdr);
}
finally
{
dataHandle.Free();
}
}
void SendBuffer(MidiHdr hdr)
{
MidiOutApi.midiOutPrepareHeader(hMidiOut, ref hdr, hdrSize).Throw();
while ((hdr.dwFlags & MidiHdrFlag.Prepared) != MidiHdrFlag.Prepared)
{
Thread.Sleep(1);
}
MidiOutApi.midiOutLongMsg(hMidiOut, ref hdr, hdrSize).Throw();
while ((hdr.dwFlags & MidiHdrFlag.Done) != MidiHdrFlag.Done)
{
Thread.Sleep(1);
}
MidiOutApi.midiOutUnprepareHeader(hMidiOut, ref hdr, hdrSize).Throw();
}
}
・MidiOutHdr
/// <summary>
/// MIDIHDR構造体のマネージド実装です。
/// </summary>
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct MidiHdr
{
/// <summary>
/// MIDIデータのポインタです。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)]
public IntPtr lpData;
/// <summary>
/// バッファのサイズです。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public uint dwBufferLength;
/// <summary>
/// 実際に入力されたデータのサイズです。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public uint dwBytesRecorded;
/// <summary>
/// dwUser値です。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public uint dwUser;
/// <summary>
/// MIDIヘッダーの状態を表します。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public MidiHdrFlag dwFlags;
/// <summary>
/// lpNext値です。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)]
public IntPtr lpNext;
/// <summary>
/// reserved値です。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.SysUInt)]
public IntPtr reserved;
/// <summary>
/// dwOffset値です。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public uint dwOffset;
/// <summary>
/// dwReserved値です。
/// </summary>
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=8)]
public IntPtr[] dwReserved;
}
・MidiHdrFlag
/// <summary>
/// MidiHdrのdwFlags値を表す列挙子です。
/// </summary>
[Flags]
public enum MidiHdrFlag : uint
{
/// <summary>
/// フラグがセットされていません。
/// </summary>
None = 0,
/// <summary>
/// バッファの使用が完了しました。
/// </summary>
Done = 1,
/// <summary>
/// バッファの準備が完了しました。
/// </summary>
Prepared = 2,
/// <summary>
/// バッファは再生待ちです。
/// </summary>
InQueue = 4
}
ロングメッセージの送信では、3つの関数を呼び出す必要があります。
バッファの登録、データ送信、バッファの登録の解除です。
まず、データのサイズが64KB以上の時にエラーを発生させていますが、これはWindows APIの仕様によります。
64KBのデータなんて、送信する人はいないでしょうけど。
次に、MidiHdr構造体を初期化します。
MidiHdr hdr = new MidiHdr();
hdr.dwReserved = new IntPtr[8];
GCHandle dataHandle = GCHandle.Alloc(data, GCHandleType.Pinned);
try
{
hdr.lpData = dataHandle.AddrOfPinnedObject();
hdr.dwBufferLength = (uint)data.Length;
hdr.dwFlags = 0;
SendBuffer(hdr);
}
finally
{
dataHandle.Free();
}
MidiHdr.dwReservedは要素数8の固定長配列として定義されているので、まずこのフィールドを初期化しています。
実際に送信されるバイト列は、そのアドレスをMidiHdrのlpDataフィールドに格納して渡すことになっていますが、ここで処理に工夫が必要になります。
C#では変数のアドレスがCLRによって任意に変更される可能性があり、通常その実際のアドレスを取得することができません。
unsafeキーワードでポインタを作成することもできますが、この場合もアドレスの一意性は保証されていません。
C#でアドレス固定のメモリ領域を作成するには、GCHandle.Allocを使用します。
GCHandle.Pinnedは、メモリアドレスが変更されないことを示すフラグです。
GCHandleで作成したメモリはガベージコレクタの対象とならないので、finallyブロックで解放しています。
最後に、送信するデータのサイズを指定し、dwFlagsを規定通り0で初期化して (C#では変数は常に0で初期化されるため、これも明示しているだけの処理です) 、実際にデータを送信するコードへ進みます。
void SendBuffer(MidiHdr hdr)
{
MidiOutApi.midiOutPrepareHeader(hMidiOut, ref hdr, hdrSize).Throw();
while ((hdr.dwFlags & MidiHdrFlag.Prepared) != MidiHdrFlag.Prepared)
{
Thread.Sleep(1);
}
MidiOutApi.midiOutLongMsg(hMidiOut, ref hdr, hdrSize).Throw();
while ((hdr.dwFlags & MidiHdrFlag.Done) != MidiHdrFlag.Done)
{
Thread.Sleep(1);
}
MidiOutApi.midiOutUnprepareHeader(hMidiOut, ref hdr, hdrSize).Throw();
}
バッファの準備とデータの送信は非同期に行われる可能性があるため、それぞれフラグを見て処理が終わるタイミングを判断しています。
最後に、ここまでのソースコードを使用して実際にデータを送信してみます。
static void Main(string[] args)
{
int count = MidiOutPortHandle.GetPortCount();
for (int i = -1; i < count; i++)
{
var caps = MidiOutPortHandle.GetPortInformation(i);
Console.WriteLine(i.ToString() + ":" + caps.szPname);
}
while (true)
{
Console.WriteLine("ポート番号を入力してください。");
int index;
MidiOutPortHandle handle;
try
{
index = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
handle = new MidiOutPortHandle(index);
}
catch
{
Console.WriteLine("ポート番号が正しくありません。");
continue;
}
// GM Reset
handle.Send(new byte[6] { 0xF0, 0x7E, 0x7F, 0x09, 0x01, 0xF7 });
Thread.Sleep(1000);
handle.Send(new byte[3] { 0x90, 0x40, 0x40 });
Thread.Sleep(4000);
handle.Send(new byte[3] { 0x80, 0x40, 0x40 });
handle.Close();
}
}
スリープ中にプログラムを停止しても、ポートは自動的に開放されます。
C#らしくて便利ですね。
以下に、このセクションで使用されたソースコードの一覧を示します。
- Avenue 名前空間
- Bounder
- NextMidi.MidiOut.Internal 名前空間
- MidiModuleType
- MidiOutApi
- MidiOutCapsA
- MidiOutPortHandle
- NextMidi.MidiPort 名前空間
- MidiHdr
- MidiHdrFlag
- MidiPortCapability
- MidiPortConst
- MidiPortOpenFlag
- MMAllocatedException
- MMException
- MMResult
- MMResultExtensions