]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blob - Documentation/user/internals.itely
8c3b893ca51800bf4cfa3db3b1b13085f6a63848
[lilypond.git] / Documentation / user / internals.itely
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c Note:
3 @c
4 @c A menu is needed before every deeper *section nesting of @nodes
5 @c Run M-x texinfo-all-menus-update
6 @c to automatically fill in these menus
7 @c before saving changes
8
9
10 @node Technical manual
11 @chapter Technical manual
12
13
14 When LilyPond is run, it reads music from a file, translates that into
15 notation, and outputs the result to a file. The most important steps
16 are the first three. Consequently, there are three important basic
17 concepts within LilyPond: music, translation and layout.  The
18 following diagram illustrates the concepts, and list the terminology
19 associated with each step.
20
21  
22 @verbatim
23
24                   +-------------+         Translation      +----------+
25                   |             |                          |          |
26                   |    Music    |     ------------------>  | Layout   |
27                   |             |                          |          |
28                   +-------------+                          +----------+
29  
30  
31 Syntax:            c4                     \context           \set #'padding = 
32                                           \override                    
33  
34 Objects:           Music expressions     Contexts            Layout object
35                                          Engravers           (aka. Grob)
36                                          
37 Example objects:   NoteEvent             Voice               NoteHead
38                                          Note_heads_engraver
39                                          
40 Example properties: #'pitch              keySignature        #'line-count
41
42 User applications: none                  various             tuning layout
43
44 @end verbatim
45
46 The objects passed around in LilyPond have @emph{properties},
47 variables that can contain many different types of information. Users
48 can set these variables, to modify the default behavior.  Since there
49 are three different main concepts, there are also three types of
50 properties:
51
52 @cindex properties
53 @cindex concepts, main
54 @cindex context
55 @cindex music expressions
56 @cindex layout
57 @cindex grob 
58
59
60 @table @b
61 @item Music properties
62 These are used internally, and most users will not see or use them.
63
64 They use Scheme-style naming, i.e.  lowercase words separated with
65 dashes: @code{pitch}, @code{tremolo-type}.
66
67 @item Translation properties
68 These influence the translation process, and most users will encounter them
69 regularly. For example, beaming behavior is tuned with
70 @code{autoBeamSettings}.
71
72 These use mixed-caps naming: @code{autoBeamSettings},
73 @code{ignoreMelismata}. They are assigned as follows:
74 @example
75   \set ignoreMelismata = ...
76 @end example
77
78 @item Layout properties
79 These are internally used in the formatting process. Consequently, to
80 tune formatting details, it is necessary to adjust these
81 properties. For example, some objects may be moved around vertically
82 by setting their @code{padding} property.
83
84 These properties use Scheme-style naming: @code{c0-position},
85 @code{break-align-symbol}. They most often assigned as follows:
86
87 @example
88   \override Score.RehearsalMark #'break-align-symbol = ...
89 @end example
90
91 @noindent
92 Here, @code{RehearsalMark} is the type of the layout object.
93
94 @end table
95
96 This chapter discusses details of the three concepts in more detail,
97 and explains how they are glued together in LilyPond with the embedded
98 Scheme interpreter.
99
100 @menu
101 * Interpretation context::
102 * Scheme integration::
103 * Music storage format::
104 * Lexical details::
105 * Output details::
106 @end menu
107
108
109 @node Interpretation context
110 @section Interpretation context
111
112 @menu
113 * Creating contexts::
114 * Default contexts::
115 * Context properties::
116 * Context evaluation::
117 * Defining contexts::
118 * Changing contexts locally::
119 * Engravers and performers::
120 * Defining new contexts::
121 @end menu
122
123
124 Interpretation contexts are objects that only exist during program
125 run.  During the interpretation phase (when @code{interpreting music}
126 is printed on the standard output), the music expression in a
127 @code{\score} block is interpreted in time order, the same order in
128 which we hear and play the music.  During this phase, the interpretation
129 context holds the state for the current point within the music, for
130 example:
131 @itemize @bullet
132 @item What notes are playing at this point?
133
134 @item What symbols will be printed at this point?
135
136 @item What is the current key signature, time signature, point within
137 the measure, etc.?
138 @end itemize
139
140 Contexts are grouped hierarchically: A @internalsref{Voice} context is
141 contained in a @internalsref{Staff} context (because a staff can contain
142 multiple voices at any point), a @internalsref{Staff} context is contained in
143 @internalsref{Score}, @internalsref{StaffGroup}, or
144 @internalsref{ChoirStaff} context.
145
146 Contexts associated with sheet music output are called @emph{notation
147 contexts}, those for sound output are called @emph{performance
148 contexts}.  The default definitions of the standard notation and
149 performance contexts can be found in @file{ly/engraver-init.ly} and
150 @file{ly/performer-init.ly}, respectively.
151
152
153 @node Creating contexts
154 @subsection Creating contexts
155 @cindex @code{\context}
156 @cindex context selection
157
158 Contexts for a music expression can be selected manually, using one of
159 the following music expressions:
160
161 @example
162 \new @var{contexttype} @var{musicexpr}
163 \context @var{contexttype} [= @var{contextname}] @var{musicexpr}
164 @end example
165
166 @noindent
167 This means that @var{musicexpr} should be interpreted within a context
168 of type @var{contexttype} (with name @var{contextname} if specified).
169 If no such context exists, it will be created:
170
171 @lilypond[verbatim,raggedright]
172 \score {
173   \notes \relative c'' {
174     c4 <<d4 \context Staff = "another" e4>> f
175   }
176 }
177 @end lilypond
178
179 @noindent
180 In this example, the @code{c} and @code{d} are printed on the default
181 staff.  For the @code{e}, a context @code{Staff} called @code{another}
182 is specified; since that does not exist, a new context is created.
183 Within @code{another}, a (default) Voice context is created for the
184 @code{e4}.  A context is ended when when all music referring it has
185 finished, so after the third quarter, @code{another} is removed.
186
187 The @code{\new} construction creates a context with a
188 generated, unique @var{contextname}. An expression with
189 @code{\new} always leads to a new context. This is convenient
190 for creating multiple staffs, multiple lyric lines, etc.
191
192 When using automatic staff changes, automatic phrasing, etc., the
193 context names have special meanings, so @code{\new} cannot be
194 used.
195
196
197 @node Default contexts
198 @subsection Default contexts
199
200 Every top level music is interpreted by the @code{Score} context; in
201 other words, you may think of @code{\score} working like
202
203 @example
204 \score @{
205   \context Score @var{music}
206 @}
207 @end example
208
209 Music expressions  inherit their context from the enclosing music
210 expression. Hence, it is not necessary to explicitly specify
211 @code{\context} for most expressions.  In
212 the following example, only the sequential expression has an explicit
213 context. The notes contained therein inherit the @code{goUp} context
214 from the enclosing music expression.
215
216 @lilypond[verbatim,raggedright]
217   \notes \context Voice = goUp { c'4 d' e' }
218 @end lilypond
219
220
221 Second, contexts are created automatically to be able to interpret the
222 music expressions.  Consider the following example:
223
224 @lilypond[verbatim,raggedright]
225   \score { \notes { c'4-( d' e'-) } }
226 @end lilypond
227
228 @noindent
229 The sequential music is interpreted by the Score context initially,
230 but when a note is encountered, contexts are setup to accept that
231 note.  In this case, a @code{Voice}, and @code{Staff}
232 context are created.  The rest of the sequential music is also
233 interpreted with the same @code{Voice}, and
234 @code{Staff} context, putting the notes on the same staff, in the same
235 voice.
236
237 @node Context properties
238 @subsection Context properties
239
240 Contexts have properties.  These properties are set from the @file{.ly}
241 file using the following expression:
242 @cindex context properties
243 @cindex properties, context
244
245 @example
246 \set @var{contextname}.@var{propname} = @var{value}
247 @end example
248
249 @noindent
250 Sets the @var{propname} property of the context @var{contextname} to
251 the specified Scheme expression @var{value}.  Both @var{propname} and
252 @var{contextname} are strings, which can often be written unquoted.
253
254 @cindex inheriting
255 Properties that are set in one context are inherited by all of the
256 contained contexts.  This means that a property valid for the
257 @internalsref{Voice} context can be set in the @internalsref{Score} context
258 (for example) and thus take effect in all @internalsref{Voice} contexts.
259
260 Properties can be unset using the following statement.
261 @example
262 \unset @var{contextname}.@var{propname} 
263 @end example
264
265 @cindex properties, unsetting
266 @cindex @code{\unset}
267
268 @noindent
269 This removes the definition of @var{propname} in @var{contextname}.  If
270 @var{propname} was not defined in @var{contextname} (but was inherited
271 from a higher context), then this has no effect.
272
273 If @var{contextname} is left out, then it defaults to the current
274 ``bottom'' context: this is a context like @internalsref{Voice} that
275 cannot contain any other contexts.
276
277
278
279 @node Context evaluation
280 @subsection Context evaluation
281
282 Contexts can be modified during interpretation with Scheme code. The
283 syntax for this is
284 @example
285   \applycontext @var{function}
286 @end example
287
288 @var{function} should be a Scheme function taking a single argument,
289 being the context to apply it to. The following code will print the
290 current bar number on the standard output during the compile:
291
292 @example
293     \applycontext
294       #(lambda (x)
295          (format #t "\nWe were called in barnumber ~a.\n"
296           (ly:context-property x 'currentBarNumber)))
297 @end example
298
299
300
301 @node Defining contexts
302 @subsection Defining contexts
303
304 @cindex context definition
305 @cindex translator definition
306
307 The most common way to create a new context definition is by extending
308 an existing one.  An existing context from the paper block is copied
309 by referencing a context identifier:
310
311 @example
312 \paper @{
313   \translator @{
314     @var{context-identifier}
315   @}
316 @}
317 @end example
318
319 @noindent
320 Every predefined context has a standard identifier. For example, the
321 @code{Staff} context can be referred to as @code{\StaffContext}.
322
323 The context can then be modified by setting or changing properties,
324 e.g.
325 @example
326 \translator @{
327   \StaffContext
328   Stem \set #'thickness = #2.0
329   defaultBarType = #"||"
330 @}
331 @end example
332 These assignments happen before interpretation starts, so a property
333 command will override any predefined settings.
334
335 @cindex engraver
336
337 @refbugs
338
339 It is not possible to collect multiple property assignments in a
340 variable, and apply to one @code{\translator} definition by
341 referencing that variable.
342
343 @node Changing contexts locally
344 @subsection Changing contexts locally
345
346
347 Extending an existing context can also be done locally. A piece of
348 music can be interpreted in a changed context by using the following syntax
349
350 @example
351   \with @{
352      @var{context modifications}
353   @}
354 @end example
355
356 These statements comes between @code{\new} or @code{\context} and the
357 music to be interpreted. The @var{context modifications} property
358 settings and @code{\remove}, @code{\consists} and @code{\consistsend}
359 commands. The syntax is similar to the @code{\translator} block.
360
361 The following example shows how a staff is created with bigger spaces,
362 and without a @code{Clef_engraver}.
363
364 @lilypond[relative=1,fragment,verbatim]
365 <<
366   \new Staff { c4 es4 g2 }
367   \new Staff \with {
368         \override StaffSymbol #'staff-space = #(magstep 1.5)
369         fontSize = #1.5
370         \remove "Clef_engraver"
371   } {
372         c4 es4 g2
373   } >>
374 @end lilypond
375
376 @refbugs
377
378 The command @code{\with} has no effect on contexts that already
379 exist. 
380
381
382 @node Engravers and performers
383 @subsection  Engravers and performers
384
385
386 Each context is composed of a number of building blocks, or plug-ins
387 called engravers.  An engraver is a specialized C++ class that is
388 compiled into the executable. Typically, an engraver is responsible
389 for one function: the @code{Slur_engraver} creates only @code{Slur}
390 objects, and the @code{Skip_event_swallow_translator} only swallows
391 (silently gobbles) @code{SkipEvent}s.
392
393
394
395 @cindex engraver
396 @cindex plug-in
397
398 An existing context definition can be changed by adding or removing an
399 engraver. The syntax for these operations is
400 @example
401 \consists @var{engravername}
402 \remove @var{engravername}
403 @end example
404
405 @cindex @code{\consists}
406 @cindex @code{\remove}
407
408 @noindent
409 Here @var{engravername} is a string, the name of an engraver in the
410 system. In the following example, the @code{Clef_engraver} is removed
411 from the Staff context. The result is a staff without a clef, where
412 the middle C is at its default position, the center line:
413
414 @lilypond[verbatim,raggedright]
415 \score {
416   \notes {
417     c'4 f'4
418   }
419   \paper {
420     \translator {
421       \StaffContext
422       \remove Clef_engraver
423     }
424   }
425 }
426 @end lilypond
427
428 A list of all engravers is in the internal documentation,
429 see @internalsref{Engravers}.
430
431 @node Defining new contexts
432 @subsection Defining new contexts
433
434
435 It is also possible to define new contexts from scratch.  To do this,
436 you must define give the new context a name.  In the following
437 example, a very simple Staff context is created: one that will put
438 note heads on a staff symbol.
439
440 @example
441 \translator @{
442   \type "Engraver_group_engraver"
443   \name "SimpleStaff"
444   \alias "Staff"
445   \consists "Staff_symbol_engraver"
446   \consists "Note_head_engraver"
447   \consistsend "Axis_group_engraver"
448 @}
449 @end example
450
451 @noindent
452 The argument of @code{\type} is the name for a special engraver that
453 handles cooperation between simple engravers such as
454 @code{Note_head_engraver} and @code{Staff_symbol_engraver}.  This
455 should always be  @code{Engraver_group_engraver} (unless you are
456 defining a Score context from scratch, in which case
457 @code{Score_engraver}   must be used).
458
459 The complete list of context  modifiers is the following:
460 @itemize @bullet
461 @item @code{\alias} @var{alternate-name}:
462 This specifies a different name.  In the above example,
463 @code{\set Staff.X = Y} will also work on @code{SimpleStaff}s.
464
465 @item @code{\consistsend} @var{engravername}:
466 Analogous to @code{\consists}, but makes sure that
467 @var{engravername} is always added to the end of the list of
468 engravers.
469
470 Engravers that group context objects into axis groups or alignments
471 need to be at the end of the list. @code{\consistsend} insures that
472 engravers stay at the end even if a user adds or removes engravers.
473
474 @item @code{\accepts} @var{contextname}:
475 This context can contains @var{contextname} contexts.  The first
476 @code{\accepts} is created as a default context when events (e.g. notes
477 or rests) are encountered.
478
479 @item @code{\denies}:
480 The opposite of @code{\accepts}.
481
482 @item @code{\name} @var{contextname}:
483 This sets the type name of the context, e.g. @code{Staff},
484 @code{Voice}.  If the name is not specified, the translator will not
485 do anything.
486 @end itemize
487
488
489 @node Scheme integration
490 @section Scheme integration
491
492 @cindex Scheme
493 @cindex GUILE
494 @cindex Scheme, in-line code
495 @cindex accessing Scheme
496 @cindex evaluating Scheme
497 @cindex LISP
498
499 LilyPond internally uses GUILE, a Scheme-interpreter, to represent
500 data throughout the whole program, and glue together different program
501 modules. For advanced usage, it is sometimes necessary to access and
502 program the Scheme interpreter.
503
504 Scheme is a full-blown programming language, from the LISP
505 family. and a full discussion is outside the scope of this document.
506 Interested readers are referred to the website
507 @uref{http://www.schemers.org/} for more information on Scheme.
508
509 The GUILE library for extension is documented at
510 @uref{http://www.gnu.org/software/guile}.
511 @ifinfo
512 When it is installed, the following link should take you to its manual
513 @ref{(guile.info)guile}
514 @end ifinfo
515
516 @menu
517 * Inline Scheme::
518 * Input variables and Scheme::
519 * Scheme data types::
520 * Assignments::
521 @end menu
522
523 @node Inline Scheme
524 @subsection Inline Scheme
525
526 Scheme expressions can be entered in the input file by entering a
527 hash-sign (@code{#}).  The expression following the hash-sign is
528 evaluated as Scheme. For example, the boolean value @var{true} is
529 @code{#t} in Scheme, so for LilyPond @var{true} looks like @code{##t},
530 and can be used in property assignments:
531 @example
532   \set Staff.autoBeaming = ##f
533 @end example
534
535
536 @node Input variables and Scheme
537 @subsection Input variables and Scheme
538
539
540 The input format supports the notion of variable: in the following
541 example, a music expression is assigned to a variable with the name
542 @code{traLaLa}.
543 @example
544   traLaLa = \notes @{ c'4 d'4 @}
545 @end example
546
547 @noindent
548
549 There is also a form of scoping: in the following example, the
550 @code{\paper} block also contains a @code{traLaLa} variable, which is
551 independent of the outer @code{\traLaLa}.
552 @example
553   traLaLa = \notes @{ c'4 d'4 @}
554   \paper @{ traLaLa = 1.0 @}
555 @end example
556 @c
557 In effect, each input file is a scope, and all @code{\header},
558 @code{\midi} and @code{\paper} blocks are scopes nested inside that
559 toplevel scope.
560
561 Both variables and scoping are implemented in the GUILE module system.
562 An anonymous Scheme module is attached to each scope. An assignment of
563 the form
564 @example
565  traLaLa = \notes @{ c'4 d'4 @}
566 @end example
567
568 @noindent
569 is internally converted to a Scheme definition
570 @example
571  (define traLaLa @var{Scheme value of ``@code{\notes ... }''})
572 @end example
573
574 This means that input variables and Scheme variables may be freely
575 mixed.  In the following example, a music fragment is stored in the
576 variable @code{traLaLa}, and duplicated using Scheme. The result is
577 imported in a @code{\score} by means of a second variable
578 @code{twice}:
579 @example
580   traLaLa = \notes @{ c'4 d'4 @}
581
582   #(define newLa (map ly:music-deep-copy
583     (list traLaLa traLaLa)))
584   #(define twice
585     (make-sequential-music newLa))
586
587   \score @{ \twice @}
588 @end example
589
590 In the above example, music expressions can be `exported' from the
591 input to the Scheme interpreter. The opposite is also possible. By
592 wrapping a Scheme value in the function @code{ly:export}, a Scheme
593 value is interpreted as if it were entered in LilyPond syntax: instead
594 of defining @code{\twice}, the example above could also have been
595 written as
596 @example
597   @dots{}
598   \score @{ #(ly:export (make-sequential-music newLa)) @}
599 @end example
600
601
602
603
604
605 @node Scheme data types
606 @subsection Scheme data types
607
608 Scheme is used to glue together different program modules. To aid this
609 glue function, many LilyPond specific object types can be passed as
610 Scheme value.
611
612 The following list are all LilyPond specific types, that
613 can exist during parsing:
614 @table @code
615 @item Duration
616 @item Input
617 @item Moment
618 @item Music
619 @item Event
620 In C++ terms, an @code{Event} is a subtype of @code{Music}. However,
621 both have different functions in the syntax.
622 @item Music_output_def
623 @item Pitch
624 @item Score
625 @item Translator_def
626 @end table
627
628
629 During a run, transient objects are also created and destroyed.
630
631 @table @code
632 @item Grob: short for `Graphical object'.
633 @item Scheme_hash_table
634 @item Music_iterator
635
636 @item Stencil: Device-independent page output object,
637 including dimensions.
638
639 @item Spring_smob
640
641 @item Translator: An object that produces audio objects or Grobs.
642 It may be accessed with @code{\applyoutput}.
643
644 @item Font_metric: An object representing a font.
645 @end table
646
647 Many functions are defined to manipulate these data structures. They
648 are all listed and documented in the internals manual, see
649 @internalsref{All scheme functions}.
650
651
652 @node Assignments
653 @subsection Assignments
654 @cindex Assignments
655
656 Variables allow objects to be assigned to names during the parse
657 stage.  To assign a variable, use
658 @example
659 @var{name}@code{=}@var{value}
660 @end example
661 To refer to a variable, precede its name with a backslash:
662 `@code{\}@var{name}'.  @var{value} is any valid Scheme value or any of
663 the input-types listed above.  Variable assignments can appear at top
664 level in the LilyPond file, but also in @code{\paper} blocks.
665
666 A variable can be created with any string for its name, but for
667 accessing it in the LilyPond syntax, its name must consist of
668 alphabetic characters only, and may not be a keyword of the syntax.
669 There are no restrictions for naming and accessing variables in the
670 Scheme interpreter,
671
672 The right hand side of a variable assignment is parsed completely
673 before the assignment is done, so variables may be  redefined in terms
674 of its old value, e.g.
675 @c
676 @example
677 foo = \foo * 2.0
678 @end example
679
680 When a variable is referenced in LilyPond syntax, the information it
681 points to is copied.  For this reason, a variable reference must
682 always be the first item in a block.
683
684 @example
685 \paper @{
686   foo = 1.0
687   \paperIdent % wrong and invalid
688 @}
689 @end example
690
691 @example
692 \paper @{
693   \paperIdent % correct
694   foo = 1.0
695 @}
696 @end example
697
698
699
700 @node Music storage format
701 @section Music storage format
702
703 Music in LilyPond is entered as music expressions. This section
704 discusses different types of music expressions, and explains how
705 information is stored internally. This internal storage is accessible
706 through the Scheme interpreter, so music expressions may be
707 manipulated using Scheme functions.
708
709 @menu
710 * Music expressions::
711 * Internal music representation::
712 * Manipulating music expressions::
713 @end menu
714
715 @node Music expressions
716 @subsection Music expressions
717 @cindex music expressions
718
719 Notes, rests, lyric syllables are music expressions.  Small music
720 expressions may be combined to form larger ones, for example, by
721 enclosing a list of expressions in @code{\sequential @{ @}} or @code{<<
722 >>}.  In the following example, a compound expression is formed out of
723 the quarter note @code{c} and a quarter note @code{d}:
724
725 @example
726 \sequential @{ c4 d4 @}
727 @end example
728
729 @cindex Sequential music
730 @cindex @code{\sequential}
731 @cindex sequential music
732 @cindex @code{<<}
733 @cindex @code{>>}
734 @cindex Simultaneous music
735 @cindex @code{\simultaneous}
736
737 The two basic compound music expressions are simultaneous and
738 sequential music:
739
740 @example
741 \sequential @code{@{} @var{musicexprlist} @code{@}}
742 \simultaneous @code{@{} @var{musicexprlist} @code{@}}
743 @end example
744
745 For both, there is a shorthand:
746
747 @example
748 @code{@{} @var{musicexprlist} @code{@}}
749 @end example
750
751 @noindent
752 for sequential and
753
754 @example
755 @code{<<} @var{musicexprlist} @code{>>}
756 @end example
757
758 @noindent
759 for simultaneous music.
760 In principle, the way in which you nest sequential and simultaneous to
761 produce music is not relevant.  In the following example, three chords
762 are expressed in two different ways:
763
764 @lilypond[fragment,verbatim,center,quote]
765 \notes \context Voice {
766   <<a c'>> <<b d'>> <<c' e'>>
767   << { a b c' } { c' d' e' } >>
768 }
769 @end lilypond
770 However, using @code{<<} and @code{>>} for entering chords leads to
771 various peculiarities. For this reason, a special syntax
772 for chords was introduced in version 1.7: @code{< >}.
773
774
775
776
777
778 Other compound music expressions include:
779 @example
780 \repeat @var{expr}
781 \transpose @var{from} @var{to} @var{expr}
782 \apply @var{func} @var{expr}
783 \context @var{type} = @var{id} @var{expr}
784 \times @var{fraction} @var{expr}
785 @end example
786
787 @node Internal music representation
788 @subsection Internal music representation
789
790
791
792
793
794
795 When a music expression is parsed, it is converted into a set of
796 Scheme music objects. The defining property of a music object is that
797 it takes up time. Time is a rational number that measures the length
798 of a piece of music, in whole notes.
799
800 A music object has three kinds of types:
801 @itemize @bullet
802 @item
803   music name: Each music expression has a name, for example, a note
804 leads to a @internalsref{NoteEvent}, and @code{\simultaneous} leads to
805 a @internalsref{SimultaneousMusic}. A list of all expressions
806 available is in the internals manual, under @internalsref{Music
807 expressions}.
808
809 @item
810   `type' or interface: Each music name has several `types' or interface,
811   for example, a note is an @code{event}, but it is also a @code{note-event},
812   a @code{rhythmic-event} and a @code{melodic-event}.
813
814   All classes of music are listed in the internals manual, under
815   @internalsref{Music classes}.
816 @item
817 C++ object: Each music object is represented by a C++ object. For technical
818 reasons, different music objects may be represented by different C++
819 object types. For example, a note is @code{Event} object, while
820 @code{\grace} creates a @code{Grace_music} object.
821
822 We expect that distinctions between different C++ types will disappear
823 in the future.
824 @end itemize
825
826 The actual information of a music expression is stored in properties.
827 For example, a @internalsref{NoteEvent} has @code{pitch} and
828 @code{duration} properties that store the pitch and duration of that
829 note.  A list of all properties available is in the internals manual,
830 under @internalsref{Music properties}.
831
832 A compound music expression is a music object that contains other
833 music objects in its properties. A list of objects can be stored in
834 the @code{elements} property of a music object, or a single `child'
835 music object in the @code{element} object. For example,
836 @internalsref{SequentialMusic} has its children in @code{elements},
837 and @internalsref{GraceMusic} has its single argument in
838 @code{element}. The body of a repeat is in @code{element} property of
839 @internalsref{RepeatedMusic}, and the alternatives in @code{elements}.
840
841 @node Manipulating music expressions
842 @subsection Manipulating music expressions
843
844 Music objects and their properties can be accessed and manipulated
845 directly, through the @code{\apply} mechanism.
846 The syntax for @code{\apply} is
847 @example
848 \apply #@var{func} @var{music}
849 @end example
850
851 @noindent
852 This means that the scheme function @var{func} is called with
853 @var{music} as its argument.  The return value of @var{func} is the
854 result of the entire expression.  @var{func} may read and write music
855 properties using the functions @code{ly:music-property} and
856 @code{ly:music-set-property!}.
857
858 An example is a function that reverses the order of elements in
859 its argument:
860 @lilypond[verbatim,raggedright]
861   #(define (rev-music-1 m)
862      (ly:music-set-property! m 'elements (reverse
863        (ly:music-property m 'elements)))
864      m)
865   \score { \notes \apply #rev-music-1 { c4 d4 } }
866 @end lilypond
867
868 The use of such a function is very limited. The effect of this
869 function is void when applied to an argument which is does not have
870 multiple children.  The following function application has no effect:
871
872 @example
873   \apply #rev-music-1 \grace @{ c4 d4 @}
874 @end example
875
876 @noindent
877 In this case, @code{\grace} is stored as @internalsref{GraceMusic}, which has no
878 @code{elements}, only a single @code{element}. Every generally
879 applicable function for @code{\apply} must -- like music expressions
880 themselves -- be recursive.
881
882 The following example is such a recursive function: It first extracts
883 the @code{elements} of an expression, reverses them and puts them
884 back. Then it recurses, both on @code{elements} and @code{element}
885 children.
886 @example
887 #(define (reverse-music music)
888   (let* ((elements (ly:music-property music 'elements))
889          (child (ly:music-property music 'element))
890          (reversed (reverse elements)))
891
892     ; set children
893     (ly:music-set-property! music 'elements reversed)
894
895     ; recurse
896     (if (ly:music? child) (reverse-music child))
897     (map reverse-music reversed)
898
899     music))
900 @end example
901
902 A slightly more elaborate example is in
903 @inputfileref{input/test,reverse-music.ly}.
904
905 Some of the input syntax is also implemented as recursive music
906 functions. For example, the syntax for polyphony
907 @example
908   <<a \\ b>>
909 @end example
910
911 @noindent
912 is actually  implemented as a recursive function that replaces the
913 above by the internal equivalent of
914 @example
915   << \context Voice = "1" @{ \voiceOne a @}
916     \context Voice = "2" @{ \voiceTwo b @} >>
917 @end example
918
919 Other applications of @code{\apply} are writing out repeats
920 automatically (@inputfileref{input/test,unfold-all-repeats.ly}),
921 saving keystrokes (@inputfileref{input/test,music-box.ly}) and
922 exporting
923 LilyPond input to other formats  (@inputfileref{input/test,to-xml.ly})
924
925 @seealso
926
927 @file{scm/music-functions.scm}, @file{scm/music-types.scm},
928 @inputfileref{input/test,add-staccato.ly},
929 @inputfileref{input/test,unfold-all-repeats.ly}, and
930 @inputfileref{input/test,music-box.ly}.
931
932 @node Lexical details
933 @section Lexical details
934
935
936 @cindex string
937 @cindex concatenate
938
939 By enclosing text in quotes (@code{"}), strings are formed.  To
940 include a @code{"} character in a string write @code{\"}.  Various
941 other backslash sequences have special interpretations as in the C
942 language.  A string that does not contain spaces or special characters
943 can be written without the quotes. The exact form of such unquoted
944 strings depends on the input mode; there are different rules for
945 lyrics, notes and markups.  Strings can be concatenated with the
946 @code{+} operator.
947
948
949 @node Output details
950 @section Output details
951
952 LilyPond's default output format is @TeX{}.  Using the option @option{-f}
953 (or @option{--format}) other output formats can be selected also, but
954 currently none of them work reliably.
955
956 At the beginning of the output file, various global parameters are defined.
957 It also contains a large @code{\special} call to define PostScript routines
958 to draw items not representable with @TeX{}, mainly slurs and ties.  A DVI
959 driver must be able to understand such embedded PostScript, or the output
960 will be rendered incompletely.
961
962 Then the file @file{lilyponddefs.tex} is loaded to define the macros used
963 in the code which follows.  @file{lilyponddefs.tex} includes various other
964 files, partially depending on the global parameters.
965
966 Now the music is output system by system (a `system' consists of all
967 staves belonging together).  From @TeX{}'s point of view, a system is an
968 @code{\hbox} which contains a lowered @code{\vbox} so that it is centered
969 vertically on the baseline of the text.  Between systems,
970 @code{\interscoreline} is inserted vertically to have stretchable space.
971 The horizontal dimension of the @code{\hbox} is given by the
972 @code{linewidth} parameter from LilyPond's @code{\paper} block.
973
974
975 After the last system LilyPond emits a stronger variant of
976 @code{\interscoreline} only if the macro
977 @code{\lilypondpaperlastpagefill} is not defined (flushing the systems
978 to the top of the page).  You can avoid that by setting the variable
979 @code{lastpagefill} in LilyPond's @code{\paper} block.
980
981 It is possible to fine-tune the vertical offset further by defining the
982 macro @code{\lilypondscoreshift}:
983
984 @example
985 \def\lilypondscoreshift@{0.25\baselineskip@}
986 @end example
987
988 @noindent
989 where @code{\baselineskip} is the distance from one text line to the next.
990
991 The code produced by LilyPond should be run through La@TeX{}, not
992 plain @TeX{}.
993
994 Here an example how to embed a small LilyPond file @code{foo.ly} into
995 running La@TeX{} text without using the @code{lilypond-book} script
996 (@pxref{lilypond-book manual}):
997
998 @example
999 \documentclass@{article@}
1000
1001 \def\lilypondpaperlastpagefill@{@}
1002 \lineskip 5pt
1003 \def\lilypondscoreshift@{0.25\baselineskip@}
1004
1005 \begin@{document@}
1006 This is running text which includes an example music file
1007 \input@{foo.tex@}
1008 right here.
1009 \end@{document@}
1010 @end example
1011
1012 The file @file{foo.tex} has been simply produced with
1013
1014 @example
1015 lilypond foo.ly
1016 @end example
1017
1018 It is important to set the @code{indent} parameter to zero in the
1019 @code{\paper} block of @file{foo.ly}.
1020
1021 The call to @code{\lineskip} assures that there is enough vertical space
1022 between the LilyPond box and the surrounding text lines.
1023
1024 @c EOF