]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blob - Documentation/user/internals.itely
*** empty log message ***
[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 automagically fill in these menus
7 @c before saving changes
8
9
10 @node Advanced Topics
11 @chapter Advanced Topics
12
13
14 When translating the input to notation, there are number of distinct
15 phases.  We list them here:
16
17 @c todo: moved from refman. 
18
19 The purpose of LilyPond is explained informally by the term `music
20 typesetter'.  This is not a fully correct name: Not only does the
21 program print musical symbols, it also makes aesthetic decisions.
22 Symbols and their placements are @emph{generated} from a high-level
23 musical description.  In other words, LilyPond would be best described
24 to be a `music compiler' or `music to notation compiler'.
25
26 LilyPond is linked to GUILE, GNU's Scheme library for extension
27 programming.  The Scheme library provides the glue that holds together
28 the low-level routines and separate modules which are written in C++.
29
30 When lilypond is run to typeset sheet music, the following happens:
31
32 @itemize @bullet
33 @item GUILE initialization: Various scheme files are read.
34
35 @item Parsing: First standard @code{ly} initialization files are read,
36 then the user @file{ly} file is read.
37
38 @item Interpretation: The music in the file is processed `in playing
39 order', i.e., the order that you use to read sheet music, or the
40 order in which notes are played.  The result of this step is a
41 typesetting specification.
42
43 @item Typesetting: The typesetting specification is solved: positions
44 and formatting is calculated.
45
46 @item The visible results ("virtual ink") are written to the output file.
47 @end itemize
48
49 During these stages different types of data play the the main role:
50 During parsing, @strong{Music} objects are created.  During the
51 interpretation, @strong{contexts} are constructed, and with these
52 contexts a network of @strong{graphical objects} (`grobs') is
53 created.  These grobs contain unknown variables, and the network forms a
54 set of equations.  After solving the equations and filling in these
55 variables, the printed output is written to an output file.
56
57 These threemanship of tasks (parsing, translating, typesetting) and
58 data-structures (music, context, graphical objects) permeates the entire
59 design of the program.
60
61
62 @table @b
63
64 @item Parsing
65
66 The @code{ly} file is read and converted to a list of @code{Scores}, which
67 each contain @code{Music} and paper/midi-definitions.  Here @code{Music},
68 @code{Pitch}, and @code{Duration} objects are created.
69
70 @item Interpreting music
71 @cindex interpreting music
72
73 All music events are `read' in the same order as they would be played
74 (or read from paper).  At every step of the interpretation, musical
75 events are delivered to interpretation contexts,
76 @cindex engraver
77 which use them to build @code{Grob}s (or MIDI objects for MIDI output).
78
79 In this stage @code{Music_iterators} do a traversal of the @code{Music}
80 structure.  The music events thus encountered are reported to
81 @code{Translator}s, a set of objects that collectively form interpretation
82 contexts.
83
84 @item Prebreaking
85 @cindex prebreaking
86
87 At places where line breaks may occur, clefs and bars are prepared for
88 a possible line break. 
89
90 @item Preprocessing
91 @cindex preprocessing
92
93 In this stage, all information that is needed to determine line breaking
94 is computed. 
95
96 @item Break calculation
97
98 The lines and horizontal positions of the columns are determined.
99
100 @item Breaking
101
102 Relations between all grobs are modified to reflect line breaks: When a
103 spanner, e.g. a slur, crosses a line break, then the spanner is `broken
104 into pieces'; for every line that the spanner is in, a copy of the grob
105 is made.  A substitution process redirects all grob references so that
106 each spanner grob will only reference other grobs in the same line.
107
108 @item Outputting
109
110 All vertical dimensions and spanning objects are computed, and all grobs
111 are output, line by line.  The output is encoded in the form of
112 @code{Molecule}s
113
114 @end table
115
116 The data types that are mentioned here are all discussed in this
117 section.
118
119
120 @c FIXME: Note entry vs Music entry at top level menu is confusing.
121 @c . {Music entry}
122 @menu
123 * Interpretation context::      
124 * Syntactic details::           
125 * Lexical details::             
126 * Output details::               
127 @end menu
128
129
130 @node Interpretation context
131 @section Interpretation context
132
133 @menu
134 * Creating contexts::           
135 * Default contexts::            
136 * Context properties::          
137 * Engravers and performers::    
138 * Changing context definitions::  
139 * Defining new contexts::       
140 @end menu
141
142
143 Interpretation contexts are objects that only exist during a run of
144 LilyPond.  During the interpretation phase of LilyPond (when it prints
145 @code{interpreting music} to standard output), the music expression in
146 a @code{\score} block is interpreted in time order.  This is the same
147 order that humans hear and play the music.
148
149 During this interpretation, the interpretation context holds the
150 state for the current point within the music.  It contains information
151 like
152
153 @itemize @bullet
154 @item What notes are playing at this point?
155
156 @item What symbols will be printed at this point?
157
158 @item What is the current key signature, time signature, point within
159 the measure, etc.?
160 @end itemize
161
162 Contexts are grouped hierarchically: A @internalsref{Voice} context is
163 contained in a @internalsref{Staff} context (because a staff can contain
164 multiple voices at any point), a @internalsref{Staff} context is contained in
165 @internalsref{Score}, @internalsref{StaffGroup}, or
166 @internalsref{ChoirStaff} context.
167
168 Contexts associated with sheet music output are called @emph{notation
169 contexts}, those for sound output are called @emph{performance
170 contexts}.  The default definitions of the standard notation and
171 performance contexts can be found in @file{ly/engraver-init.ly} and
172 @file{ly/performer-init.ly}, respectively.
173
174
175 @node Creating contexts
176 @subsection Creating contexts
177 @cindex @code{\context}
178 @cindex context selection
179
180 Contexts for a music expression can be selected manually, using the
181 following music expression.
182
183 @example
184 \context @var{contexttype} [= @var{contextname}] @var{musicexpr}
185 @end example
186
187 @noindent
188 This instructs lilypond to interpret @var{musicexpr} within the context
189 of type @var{contexttype} and with name @var{contextname}.  If this
190 context does not exist, it will be created.  
191
192 @lilypond[verbatim,singleline]
193 \score {
194   \notes \relative c'' {
195     c4 <d4 \context Staff = "another" e4> f
196   }
197 }
198 @end lilypond
199
200 @noindent
201 In this example, the @code{c} and @code{d} are printed on the
202 default staff.  For the @code{e}, a context Staff called
203 @code{another} is specified; since that does not exist, a new
204 context is created.  Within @code{another}, a (default) Voice context
205 is created for the @code{e4}.  When all music referring to a
206 context is finished, the context is ended as well.  So after the
207 third quarter, @code{another} is removed.
208
209
210 @node Default contexts
211 @subsection Default contexts
212
213 Most music expressions don't need an explicit @code{\context}
214 declaration: they inherit the notation context from their parent.  Each
215 note is a music expression, and as you can see in the following example,
216 only the sequential music enclosing the three notes has an explicit context. 
217
218 @lilypond[verbatim,singleline]
219 \score { \notes \context Voice = goUp { c'4 d' e' } } 
220 @end lilypond
221
222 There are some quirks that you must keep in mind when dealing with
223 defaults:
224
225 First, every top level music is interpreted by the Score context; in other
226 words, you may think of @code{\score} working like
227
228 @example
229 \score @{
230   \context Score @var{music}
231 @}
232 @end example
233
234 Second, contexts are created automatically to be able to interpret the
235 music expressions.  Consider the following example.
236
237 @lilypond[verbatim, singleline]
238 \score { \context Score \notes { c'4 ( d' )e' } }
239 @end lilypond
240
241 @noindent
242 The sequential music is interpreted by the Score context initially
243 (notice that the @code{\context} specification is redundant), but when a
244 note is encountered, contexts are setup to accept that note.  In this
245 case, a Thread, Voice, and Staff context are created.  The rest of the
246 sequential music is also interpreted with the same Thread, Voice, and
247 Staff context, putting the notes on the same staff, in the same voice.
248
249 This is a convenient mechanism, but do not expect opening chords to work
250 without @code{\context}.  For every note, a separate staff is
251 instantiated.
252
253 @cindex explicit context
254 @cindex starting with chords
255 @cindex chords, starting with
256
257 @lilypond[verbatim, singleline]
258 \score { \notes <c'4 es'> } 
259 @end lilypond
260
261 Of course, if the chord is preceded by a normal note in sequential
262 music, the chord will be interpreted by the Thread of the preceding
263 note:
264
265 @lilypond[verbatim,singleline]
266 \score { \notes { c'4 <c'4 es'> } }
267 @end lilypond
268
269
270 @node Context properties
271 @subsection Context properties
272
273 Notation contexts have properties.  These properties are from
274 the @file{.ly} file using the following expression:
275 @cindex @code{\property}
276
277 @example
278 \property @var{contextname}.@var{propname} = @var{value}
279 @end example
280
281 @noindent
282 Sets the @var{propname} property of the context @var{contextname} to the
283 specified Scheme expression @var{value}.  All @var{propname} and
284 @var{contextname} are strings, which are typically unquoted.
285
286 Properties that are set in one context are inherited by all of the
287 contained contexts.  This means that a property valid for the
288 @internalsref{Voice} context can be set in the @internalsref{Score} context
289 (for example) and thus take effect in all @internalsref{Voice} contexts.
290
291 @cindex @code{Current}
292 If you don't wish to specify the name of the context in the
293 @code{\property}-expression itself, you can refer to the abstract context
294 name, @code{Current}.  The @code{Current} context is the latest
295 used context.  This will typically mean the @internalsref{Thread}
296 context, but you can force another context with the
297 @code{\property}-command.  Hence the expressions
298
299 @example
300 \property @var{contextname}.@var{propname} = @var{value}
301 @end example
302
303 @noindent
304 and
305
306 @example
307 \context @var{contextname}
308 \property Current.@var{propname} = @var{value}
309 @end example
310
311 @noindent
312 do the same thing.
313 The main use for this is in macros -- allowing the specification of a
314 property-setting without restriction to a specific context.
315
316 Properties can be unset using the following expression:
317
318 @example
319 \property @var{contextname}.@var{propname} \unset
320 @end example
321
322 @cindex properties, unsetting
323 @cindex @code{\unset} 
324
325 @noindent
326 This removes the definition of @var{propname} in @var{contextname}.  If
327 @var{propname} was not defined in @var{contextname} (but was inherited
328 from a higher context), then this has no effect.
329
330 @refbugs
331
332 The syntax of @code{\unset} is asymmetric: @code{\property \unset} is not
333 the inverse of @code{\property \set}.
334
335
336 @node Engravers and performers
337 @subsection Engravers and performers
338
339 [TODO]
340
341 Basic building blocks of translation are called engravers; they are
342 special C++ classes.
343
344
345 @node Changing context definitions
346 @subsection Changing context definitions
347 @cindex context definition
348 @cindex translator definition
349
350 The most common way to define a context is by extending an existing
351 context.  You can change an existing context from the paper block by
352 first initializing a translator with an existing context identifier:
353
354 @example
355 \paper @{
356   \translator @{
357     @var{context-identifier}
358   @}
359 @}
360 @end example
361
362 @noindent
363 Then you can add and remove engravers using the following syntax:
364
365 @example
366 \remove @var{engravername}
367 \consists @var{engravername}
368 @end example
369
370 @noindent
371 Here @var{engravername} is a string, the name of an engraver in the
372 system.
373
374 @lilypond[verbatim,singleline]
375 \score {
376   \notes {
377     c'4 c'4
378   }
379   \paper {
380     \translator {
381       \StaffContext
382       \remove Clef_engraver
383     }
384   }
385 }
386 @end lilypond
387
388 @cindex engraver
389
390 You can also set properties in a translator definition.  The syntax is as
391 follows:
392
393 @example
394 @var{propname} = @var{value}
395 @var{propname} \set @var{grob-propname} = @var{pvalue}
396 @var{propname} \override @var{grob-propname} = @var{pvalue}
397 @var{propname} \revert @var{grob-propname} 
398 @end example
399
400 @noindent
401 @var{propname} is a string, @var{grob-propname} a symbol, @var{value}
402 and @code{pvalue} are Scheme expressions.  These types of property
403 assignments happen before interpretation starts, so a @code{\property}
404 command will override any predefined settings.
405
406 To simplify editing translators, all standard contexts have standard
407 identifiers called @var{name}@code{Context}, e.g. @code{StaffContext},
408 @code{VoiceContext}; see @file{ly/engraver-init.ly}.
409
410
411 @node Defining new contexts
412 @subsection Defining new contexts
413
414 If you want to build a context from scratch, you must also supply the
415 following extra information:
416
417 @itemize @bullet
418 @item A name, specified by @code{\name @var{contextname}}.
419
420 @item A cooperation module.  This is specified by @code{\type
421 @var{typename}}.
422 @end itemize
423
424 This is an example:
425
426 @example
427 \translator @code{
428   \type "Engraver_group_engraver"
429   \name "SimpleStaff"
430   \alias "Staff"
431   \consists "Staff_symbol_engraver"
432   \consists "Note_head_engraver"
433   \consistsend "Axis_group_engraver"
434 }@
435 @end example
436
437 @noindent
438 The argument of @code{\type} is the name for a special engraver that
439 handles cooperation between simple engravers such as
440 @code{Note_head_engraver} and @code{Staff_symbol_engraver}.  Alternatives
441 for this engraver are the following:
442
443 @table @code
444 @cindex @code{Engraver_group_engraver}
445
446 @item @code{Engraver_group_engraver}  
447 The standard cooperation engraver.
448
449 @cindex @code{Score_engraver}
450 @item @code{Score_engraver}  
451 This is a cooperation module that should be in the top level context.
452 @end table 
453
454 Other modifiers are
455
456 @itemize @bullet
457 @item @code{\alias} @var{alternate-name}:
458 This specifies a different name.  In the above example,
459 @code{\property Staff.X = Y} will also work on @code{SimpleStaff}s
460
461 @item @code{\consistsend} @var{engravername}:
462 Analogous to @code{\consists}, but makes sure that
463 @var{engravername} is always added to the end of the list of
464 engravers.
465
466 Some engraver types need to be at the end of the list; this
467 insures they stay there even if a user adds or removes engravers.
468 End-users generally don't need this command.
469     
470 @item @code{\accepts} @var{contextname}:
471 Add @var{contextname} to the list of contexts this context can
472 contain in the context hierarchy.  The first listed context is the
473 context to create by default.
474
475 @item @code{\denies}:
476 The opposite of @code{\accepts}.  Added for
477 completeness, but is never used in practice.
478
479 @item @code{\name} @var{contextname}:
480 This sets the type name of the context, e.g. @internalsref{Staff},
481 @internalsref{Voice}.  If the name is not specified, the translator won't do
482 anything. 
483 @end itemize
484
485 In the @code{\paper} block, it is also possible to define translator
486 identifiers.  Like other block identifiers, the identifier can only
487 be used as the very first item of a translator.  In order to define
488 such an identifier outside of @code{\score}, you must do
489
490 @example 
491 \paper @{
492   foo = \translator @{ @dots{} @}
493 @}
494 \score @{
495   \notes @{
496     @dots{}
497   @}
498   \paper @{
499     \translator @{ \foo @dots{} @}
500   @}
501 @} 
502 @end example 
503
504 @cindex paper types, engravers, and pre-defined translators
505
506       
507 @node Syntactic details
508 @section Syntactic details
509 @cindex Syntactic details
510
511 This section describes details that were too boring to be put elsewhere.
512
513 @menu
514 * Identifiers::                 
515 * Music expressions::           
516 * Manipulating music expressions::  
517 * Span requests::               
518 * Assignments::                 
519 * Lexical modes::               
520 * Ambiguities::                 
521 @end menu
522
523 @c .  {Identifiers}
524 @node Identifiers
525 @subsection Identifiers
526 @cindex Identifiers
527
528 @ignore
529 What has this section got to do with identifiers?
530 It seems more appropriate in the introduction to Chapter 4,
531 "Internals".
532
533   /MB
534 @end ignore
535
536 All of the information in a LilyPond input file is internally
537 represented as a Scheme value.  In addition to normal Scheme data types
538 (such as pair, number, boolean, etc.), LilyPond has a number of
539 specialized data types,
540
541 @itemize @bullet
542 @item Input
543 @item c++-function
544 @item Music
545 @item Identifier
546 @item Translator_def
547 @item Duration
548 @item Pitch
549 @item Score
550 @item Music_output_def
551 @item Moment (rational number)
552 @end itemize
553
554 LilyPond also includes some transient object types.  Objects of these
555 types are built during a LilyPond run, and do not `exist' per se within
556 your input file.  These objects are created as a result of your input
557 file, so you can include commands in the input to manipulate them,
558 during a LilyPond run.
559
560 @itemize @bullet
561 @item Grob: short for `Graphical object'.
562
563 @item Molecule: Device-independent page output object,
564 including dimensions.  Produced by some Grob functions.
565
566 @item Translator: An object that produces audio objects or Grobs.  This is
567 not yet user-accessible.
568
569 @item Font_metric: An object representing a font.
570 @end itemize
571
572
573 @node Music expressions
574 @subsection Music expressions
575 @cindex music expressions
576
577 Music in LilyPond is entered as a music expression.  Notes, rests, lyric
578 syllables are music expressions, and you can combine music expressions
579 to form new ones, for example by enclosing a list of expressions in
580 @code{\sequential @{ @}} or @code{< >}.  In the following example, a
581 compound expression is formed out of the quarter note @code{c} and a
582 quarter note @code{d}:
583
584 @example 
585 \sequential @{ c4 d4 @} 
586 @end example 
587
588 @cindex Sequential music
589 @cindex @code{\sequential}
590 @cindex sequential music
591 @cindex @code{<}
592 @cindex @code{>}
593 @cindex Simultaneous music
594 @cindex @code{\simultaneous}
595
596 The two basic compound music expressions are simultaneous and
597 sequential music.
598
599 @example
600 \sequential @code{@{} @var{musicexprlist} @code{@}}
601 \simultaneous @code{@{} @var{musicexprlist} @code{@}}
602 @end example
603
604 For both, there is a shorthand:
605
606 @example
607 @code{@{} @var{musicexprlist} @code{@}}
608 @end example
609
610 @noindent
611 for sequential and
612
613 @example
614 @code{<} @var{musicexprlist} @code{>}
615 @end example
616
617 @noindent
618 for simultaneous music.
619 In principle, the way in which you nest sequential and simultaneous to
620 produce music is not relevant.  In the following example, three chords
621 are expressed in two different ways:
622
623 @lilypond[fragment,verbatim,center]
624 \notes \context Voice {
625   <a c'> <b d'> <c' e'>
626   < { a b c' } { c' d' e' } >
627 }
628 @end lilypond
629
630 Other compound music expressions include
631
632 @example
633 \repeat @var{expr}
634 \transpose @var{pitch} @var{expr}
635 \apply @var{func} @var{expr}
636 \context @var{type} = @var{id} @var{expr}
637 \times @var{fraction} @var{expr}
638 @end example
639
640
641 @c . {Manipulating music expressions}
642 @node Manipulating music expressions
643 @subsection Manipulating music expressions
644
645 The @code{\apply} mechanism gives you access to the internal
646 representation of music.  You can write Scheme-functions that operate
647 directly on it.  The syntax is 
648
649 @example
650 \apply #@var{func} @var{music}
651 @end example
652
653 @noindent
654 This means that @var{func} is applied to @var{music}.  The function
655 @var{func} should return a music expression.
656
657 This example replaces the text string of a script.  It also shows a dump
658 of the music it processes, which is useful if you want to know more
659 about how music is stored.
660
661 @lilypond[verbatim,singleline]
662 #(define (testfunc x)
663   (if (equal? (ly:get-mus-property x 'text) "foo")
664       (ly:set-mus-property! x 'text "bar"))
665   ;; recurse
666   (ly:set-mus-property! x 'elements
667     (map testfunc (ly:get-mus-property x 'elements)))
668   (display x)
669   x)
670
671 \score {
672   \notes
673   \apply #testfunc { c'4_"foo" }
674
675 @end lilypond
676
677 For more information on what is possible, see the automatically
678 generated documentation.
679
680 Directly accessing internal representations is dangerous: The
681 implementation is subject to changes, so you should avoid this feature
682 if possible.
683
684 A final example is a function that reverses a piece of music in time:
685
686 @lilypond[verbatim,singleline]
687 #(define (reverse-music music)
688   (let* ((elements (ly:get-mus-property music 'elements))
689          (reversed (reverse elements))
690          (span-dir (ly:get-mus-property music 'span-direction)))
691     (ly:set-mus-property! music 'elements reversed)
692     (if (ly:dir? span-dir)
693         (ly:set-mus-property! music 'span-direction (- span-dir)))
694     (map reverse-music reversed)
695     music))
696
697 music = \notes { c'4 d'4( e'4 f'4 }
698
699 \score {
700   \context Voice {
701     \music
702     \apply #reverse-music \music
703   }
704 }
705 @end lilypond
706
707 More examples are given in the distributed example files in
708 @code{input/test/}.
709
710 @c .   {Assignments}
711 @node Assignments
712 @subsection Assignments
713 @cindex Assignments
714
715 Identifiers allow objects to be assigned to names during the parse
716 stage.  To assign an identifier, use @var{name}@code{=}@var{value}.
717 To refer to an identifier, precede its name with a backslash:
718 `@code{\}@var{name}'.  @var{value} is any valid Scheme value or any of
719 the input-types listed above.  Identifier assignments can appear at top
720 level in the LilyPond file, but also in @code{\paper} blocks.
721
722 An identifier can be created with any string for its name, but you will
723 only be able to refer to identifiers whose names begin with a letter,
724 being entirely alphabetical.  It is impossible to refer to an identifier
725 whose name is the same as the name of a keyword.
726
727 The right hand side of an identifier assignment is parsed completely
728 before the assignment is done, so it is allowed to redefine an
729 identifier in terms of its old value, e.g.
730
731 @example
732 foo = \foo * 2.0
733 @end example
734
735 When an identifier is referenced, the information it points to is
736 copied.  For this reason, an identifier reference must always be the
737 first item in a block.
738
739 @example
740 \paper @{
741   foo = 1.0
742   \paperIdent % wrong and invalid
743 @}
744 @end example
745
746 @example
747 \paper @{
748   \paperIdent % correct
749   foo = 1.0
750 @}
751 @end example
752
753
754 @c .  {Lexical modes}
755 @node Lexical modes
756 @subsection Lexical modes
757 @cindex Lexical modes
758 @cindex input mode
759 @cindex mode, input 
760 @cindex @code{\notes}
761 @cindex @code{\chords}
762 @cindex @code{\lyrics}
763
764 To simplify entering notes, lyrics, and chords, LilyPond has three
765 special input modes in addition to the default mode: note, lyrics, and
766 chords mode.  These input modes change the way that normal, unquoted
767 words are interpreted: For example, the word @code{cis} may be
768 interpreted as a C-sharp, as a lyric syllable `cis' or as a C-sharp
769 major triad respectively.
770
771 A mode switch is entered as a compound music expression
772
773 @example
774 @code{\notes} @var{musicexpr}
775 @code{\chords} @var{musicexpr}
776 @code{\lyrics} @var{musicexpr}
777 @end example
778
779 @noindent
780 In each of these cases, these expressions do not add anything to the
781 meaning of their arguments.  They just instruct the parser in what mode
782 to parse their arguments.
783
784 Different input modes may be nested.
785
786
787 @c .  {Ambiguities}
788 @node Ambiguities
789 @subsection Ambiguities
790 @cindex ambiguities
791 @cindex grammar
792
793 The grammar contains a number of ambiguities.  We hope to resolve them at
794 some time.
795
796 @itemize @bullet
797 @item The assignment
798
799 @example 
800 foo = bar 
801 @end example 
802
803 @noindent
804 is interpreted as the string identifier assignment.  However,
805 it can also be interpreted as making a string identifier @code{\foo}
806 containing @code{"bar"}, or a music identifier @code{\foo} containing
807 the syllable `bar'.  The former interpretation is chosen.
808
809 @item If you do a nested repeat like
810
811 @example 
812 \repeat @dots{}
813 \repeat @dots{}
814 \alternative 
815 @end example 
816
817 @noindent
818 then it is ambiguous to which @code{\repeat} the
819 @code{\alternative} belongs.  This is the classic if-then-else
820 dilemma.  It may be solved by using braces.
821 @end itemize
822
823
824 @c .  {Lexical details}
825 @node Lexical details
826 @section Lexical details
827
828 Even more boring details, now on the lexical side of the input parser.
829
830 @menu
831 * Direct Scheme::               
832 * Reals::                       
833 * Strings::                     
834 @end menu
835
836
837 @node Direct Scheme
838 @subsection Direct Scheme
839 @cindex Scheme
840 @cindex GUILE
841 @cindex Scheme, in-line code
842 @cindex accessing Scheme
843 @cindex evaluating Scheme
844 @cindex LISP
845
846 LilyPond internally uses GUILE, a Scheme-interpreter.  Scheme is a
847 language from the LISP family.  You can learn more about Scheme at
848 @uref{http://www.scheme.org}.  It is used to represent data throughout
849 the whole program.  The hash-sign (@code{#}) accesses GUILE directly: The
850 code following the hash-sign is evaluated as Scheme.  The boolean value
851 @var{true} is @code{#t} in Scheme, so for LilyPond @var{true} looks like
852 @code{##t}.
853
854 LilyPond contains a Scheme interpreter (the GUILE library) for
855 internal use.  In some places, Scheme expressions also form valid syntax:
856 Wherever it is allowed,
857
858 @example
859 #@var{scheme}
860 @end example
861
862 @noindent
863 evaluates the specified Scheme code.  Example:
864
865 @example
866 \property Staff.TestObject \override #'foobar = #(+ 1 2)
867 @end example
868
869 @code{\override} expects two Scheme expressions.
870 The first one is a symbol (@code{foobar}), the second one
871 an integer (namely, 3).
872
873 In-line Scheme may be used at the top level.  In this case the result is
874 discarded.
875
876 Scheme is a full-blown programming language, and a full discussion is
877 outside the scope of this document.  Interested readers are referred to
878 the website @uref{http://www.schemers.org/} for more information on
879 Scheme.
880
881
882 @node Reals
883 @subsection Reals
884 @cindex real numbers
885
886 Formed from an optional minus sign and a sequence of digits followed
887 by a @emph{required} decimal point and an optional exponent such as
888 @code{-1.2e3}.  Reals can be built up using the usual operations:
889 `@code{+}', `@code{-}', `@code{*}', and
890 `@code{/}', with parentheses for grouping.
891
892 @cindex @code{\mm}
893 @cindex @code{\in}
894 @cindex @code{\cm}
895 @cindex @code{\pt}
896 @cindex dimensions
897
898 A real constant can be followed by one of the dimension keywords:
899 @code{\mm} @code{\pt}, @code{\in}, or @code{\cm}, for millimeters,
900 points, inches and centimeters, respectively.  This converts the number
901 that is the internal representation of that dimension.
902
903
904 @node Strings
905 @subsection Strings
906 @cindex string
907 @cindex concatenate
908
909 Begins and ends with the @code{"} character.  To include a @code{"}
910 character in a string write @code{\"}.  Various other backslash
911 sequences have special interpretations as in the C language.  A string
912 that contains no spaces can be written without the quotes.  Strings can
913 be concatenated with the @code{+} operator.
914
915
916 @c .  {Output details}
917 @node Output details
918 @section Output details
919
920 LilyPond's default output format is @TeX{}.  Using the option @option{-f}
921 (or @option{--format}) other output formats can be selected also, but
922 currently none of them reliably work.
923
924 At the beginning of the output file, various global parameters are defined.
925 It also contains a large @code{\special} call to define PostScript routines
926 to draw items not representable with @TeX{}, mainly slurs and ties.  A DVI
927 driver must be able to understand such embedded PostScript, or the output
928 will be rendered incompletely.
929
930 Then the file @file{lilyponddefs.tex} is loaded to define the macros used
931 in the code which follows.  @file{lilyponddefs.tex} includes various other
932 files, partially depending on the global parameters.
933
934 Now the music is output system by system (a `system' consists of all
935 staves belonging together).  From @TeX{}'s point of view, a system is an
936 @code{\hbox} which contains a lowered @code{\vbox} so that it is centered
937 vertically on the baseline of the text.  Between systems,
938 @code{\interscoreline} is inserted vertically to have stretchable space.
939 The horizontal dimension of the @code{\hbox} is given by the
940 @code{linewidth} parameter from LilyPond's @code{\paper} block (using the
941 natural line width if its value is@w{ }@minus{}1).
942
943 After the last system LilyPond emits a stronger variant of
944 @code{\interscoreline} only if the macro @code{\lilypondpaperlastpagefill}
945 is not defined (flushing the systems to the top of the page).  You can
946 avoid that manually by saying
947
948 @example
949 \def\lilypondpaperlastpagefill@{1@}
950 @end example
951
952 @noindent
953 or by setting the variable @code{lastpagefill} in LilyPond's @code{\paper}
954 block.
955
956 It is possible to fine-tune the vertical offset further by defining the
957 macro @code{\lilypondscoreshift}.  Example:
958
959 @example
960 \def\lilypondscoreshift@{0.25\baselineskip@}
961 @end example
962
963 @noindent
964 @code{\baselineskip} is the distance from one text line to the next.
965
966 The code produced by LilyPond can be used by both @TeX{} and La@TeX{}.
967
968 Here an example how to embed a small LilyPond file @code{foo.ly} into
969 running La@TeX{} text without using the @code{lilypond-book} script
970 (@pxref{Integrating text and music with lilypond-book}).
971
972 @example
973 \documentclass@{article@}
974
975 \def\lilypondpaperlastpagefill@{@}
976 \lineskip 5pt
977 \def\lilypondscoreshift@{0.25\baselineskip@}
978
979 \begin@{document@}
980 This is running text which includes an example music file
981 \input@{foo.tex@}
982 right here.
983 \end@{document@}
984 @end example
985
986 The file @file{foo.tex} has been simply produced with
987
988 @example
989 lilypond foo.ly
990 @end example
991
992 It is important to set the @code{indent} parameter to zero in the
993 @code{\paper} block of @file{foo.ly}.
994
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