]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blob - lily/grob.cc
*** empty log message ***
[lilypond.git] / lily / grob.cc
1 /*
2   grob.cc -- implement Grob
3
4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
5
6   (c) 1997--2005 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
7 */
8
9 #include "grob.hh"
10
11 #include <cstring>
12 #include <math.h>
13
14 #include "main.hh"
15 #include "input-smob.hh"
16 #include "warn.hh"
17 #include "group-interface.hh"
18 #include "misc.hh"
19 #include "paper-score.hh"
20 #include "stencil.hh"
21 #include "warn.hh"
22 #include "system.hh"
23 #include "item.hh"
24 #include "stencil.hh"
25 #include "misc.hh"
26 #include "music.hh"
27 #include "item.hh"
28 #include "paper-score.hh"
29 #include "ly-smobs.icc"
30 #include "output-def.hh"
31
32 Grob *
33 Grob::clone (int count) const
34 {
35   return new Grob (*this, count);
36 }
37
38 /* TODO:
39
40 - remove dynamic_cast<Spanner, Item> and put this code into respective
41 subclass.  */
42
43 #define HASH_SIZE 3
44 #define INFINITY_MSG "Infinity or NaN encountered"
45
46 Grob::Grob (SCM basicprops,
47             Object_key const *key)
48 {
49   key_ = key;
50   /* FIXME: default should be no callback.  */
51   self_scm_ = SCM_EOL;
52   pscore_ = 0;
53   status_ = 0;
54   original_ = 0;
55   immutable_property_alist_ = basicprops;
56   mutable_property_alist_ = SCM_EOL;
57
58   /* We do smobify_self () as the first step.  Since the object lives
59      on the heap, none of its SCM variables are protected from
60      GC. After smobify_self (), they are.  */
61   smobify_self ();
62
63   /*
64     We always get a new key object for a new grob.
65   */
66   scm_gc_unprotect_object (key_->self_scm ());
67   SCM meta = get_property ("meta");
68   if (scm_is_pair (meta))
69     {
70       SCM ifs = scm_assoc (ly_symbol2scm ("interfaces"), meta);
71
72       /* Switch off interface checks for the moment.  */
73       bool itc = do_internal_type_checking_global;
74       do_internal_type_checking_global = false;
75       internal_set_property (ly_symbol2scm ("interfaces"), scm_cdr (ifs));
76       do_internal_type_checking_global = itc;
77     }
78
79   /* TODO:
80
81   - destill this into a function, so we can re-init the immutable
82   properties with a new BASICPROPS value after
83   creation. Convenient eg. when using \override with
84   StaffSymbol.  */
85
86   char const *onames[] = {"X-offset-callbacks", "Y-offset-callbacks"};
87   char const *xnames[] = {"X-extent", "Y-extent"};
88   char const *enames[] = {"X-extent-callback", "Y-extent-callback"};
89
90   for (int a = X_AXIS; a <= Y_AXIS; a++)
91     {
92       SCM l = get_property (onames[a]);
93
94       if (scm_ilength (l) >= 0)
95         {
96           dim_cache_[a].offset_callbacks_ = l;
97           dim_cache_[a].offsets_left_ = scm_ilength (l);
98         }
99       else
100         programming_error ("[XY]-offset-callbacks must be a list");
101
102       SCM cb = get_property (enames[a]);
103       if (cb == SCM_BOOL_F)
104         {
105           dim_cache_[a].dimension_ = SCM_BOOL_F;
106         }
107
108       SCM xt = get_property (xnames[a]);
109       if (is_number_pair (xt))
110         {
111           dim_cache_[a].dimension_ = xt;
112         }
113       else if (ly_c_procedure_p (cb))
114         {
115           dim_cache_[a].dimension_callback_ = cb;
116         }
117       else if (cb == SCM_EOL
118                && ly_c_procedure_p (get_property ("print-function")))
119         dim_cache_[a].dimension_callback_ = stencil_extent_proc;
120     }
121 }
122
123 Grob::Grob (Grob const &s, int copy_index)
124   : dim_cache_ (s.dim_cache_)
125 {
126   key_ = new Copied_key (s.key_, copy_index);
127   original_ = (Grob *) & s;
128   self_scm_ = SCM_EOL;
129
130   immutable_property_alist_ = s.immutable_property_alist_;
131   mutable_property_alist_ = SCM_EOL;
132
133   /* No properties are copied.  That is the job of
134      handle_broken_dependencies.  */
135   status_ = s.status_;
136   pscore_ = 0;
137
138   smobify_self ();
139   scm_gc_unprotect_object (key_->self_scm ());
140 }
141
142 Grob::~Grob ()
143 {
144 }
145
146 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Grob, stencil_extent, 2);
147 SCM
148 Grob::stencil_extent (SCM element_smob, SCM scm_axis)
149 {
150   Grob *s = unsmob_grob (element_smob);
151   Axis a = (Axis) scm_to_int (scm_axis);
152
153   Stencil *m = s->get_stencil ();
154   Interval e;
155   if (m)
156     e = m->extent (a);
157   return ly_interval2scm (e);
158 }
159
160 Interval
161 robust_relative_extent (Grob *me, Grob *refp, Axis a)
162 {
163   Interval ext = me->extent (refp, a);
164   if (ext.is_empty ())
165     {
166       ext.add_point (me->relative_coordinate (refp, a));
167     }
168
169   return ext;
170 }
171
172 Output_def *
173 Grob::get_layout () const
174 {
175   return pscore_ ? pscore_->layout_ : 0;
176 }
177
178 /* Recursively track all dependencies of this Grob.  The status_ field
179    is used as a mark-field.  It is marked with BUSY during execution
180    of this function, and marked with FINAL when finished.
181
182    FUNCPTR is the function to call to update this element.  */
183 void
184 Grob::calculate_dependencies (int final, int busy, SCM funcname)
185 {
186   if (status_ >= final)
187     return;
188
189   if (status_ == busy)
190     {
191       programming_error ("Element is busy, come back later");
192       return;
193     }
194
195   status_ = busy;
196
197   for (SCM d = get_property ("dependencies"); scm_is_pair (d);
198        d = scm_cdr (d))
199     unsmob_grob (scm_car (d))->calculate_dependencies (final, busy, funcname);
200
201   SCM proc = internal_get_property (funcname);
202   if (ly_c_procedure_p (proc))
203     scm_call_1 (proc, this->self_scm ());
204
205   status_ = final;
206 }
207
208 Stencil *
209 Grob::get_stencil () const
210 {
211   if (!is_live ())
212     return 0;
213
214   SCM stil = get_property ("stencil");
215   if (unsmob_stencil (stil))
216     return unsmob_stencil (stil);
217
218   stil = get_uncached_stencil ();
219   if (is_live ())
220     {
221       Grob *me = (Grob *) this;
222       me->set_property ("stencil", stil);
223     }
224
225   return unsmob_stencil (stil);
226 }
227
228 SCM
229 Grob::get_uncached_stencil () const
230 {
231   SCM proc = get_property ("print-function");
232
233   SCM stil = SCM_EOL;
234   if (ly_c_procedure_p (proc))
235     stil = scm_apply_0 (proc, scm_list_n (this->self_scm (), SCM_UNDEFINED));
236
237   if (Stencil *m = unsmob_stencil (stil))
238     {
239       if (to_boolean (get_property ("transparent")))
240         stil = Stencil (m->extent_box (), SCM_EOL).smobbed_copy ();
241       else
242         {
243           
244           SCM expr = m->expr ();
245           if (point_and_click_global)
246             expr = scm_list_3 (ly_symbol2scm ("grob-cause"), self_scm (), expr);
247           
248           stil = Stencil (m->extent_box (), expr).smobbed_copy ();
249         }
250
251       /* color support... see interpret_stencil_expression () for more... */
252       SCM color = get_property ("color");
253       if (color != SCM_EOL)
254         {
255           m = unsmob_stencil (stil);
256           SCM expr = scm_list_3 (ly_symbol2scm ("color"),
257                                  color,
258                                  m->expr ());
259
260           stil = Stencil (m->extent_box (), expr).smobbed_copy ();
261         }
262     }
263
264   return stil;
265 }
266
267 /*
268   VIRTUAL STUBS
269 */
270 void
271 Grob::do_break_processing ()
272 {
273 }
274
275 System *
276 Grob::get_system () const
277 {
278   return 0;
279 }
280
281 void
282 Grob::add_dependency (Grob *e)
283 {
284   if (e)
285     Pointer_group_interface::add_grob (this, ly_symbol2scm ("dependencies"),
286                                        e);
287   else
288     programming_error ("Null dependency added");
289 }
290
291 void
292 Grob::handle_broken_dependencies ()
293 {
294   Spanner *sp = dynamic_cast<Spanner *> (this);
295   if (original_ && sp)
296     return;
297
298   if (sp)
299     /* THIS, SP is the original spanner.  We use a special function
300        because some Spanners have enormously long lists in their
301        properties, and a special function fixes FOO  */
302     for (SCM s = mutable_property_alist_; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
303       sp->substitute_one_mutable_property (scm_caar (s), scm_cdar (s));
304
305   System *system = get_system ();
306
307   if (is_live ()
308       && system && common_refpoint (system, X_AXIS)
309       && common_refpoint (system, Y_AXIS))
310     substitute_mutable_properties (system
311                                    ? system->self_scm () : SCM_UNDEFINED,
312                                    mutable_property_alist_);
313   else if (dynamic_cast<System *> (this))
314     substitute_mutable_properties (SCM_UNDEFINED, mutable_property_alist_);
315   else
316     /* THIS element is `invalid'; it has been removed from all
317        dependencies, so let's junk the element itself.
318
319        Do not do this for System, since that would remove references
320        to the originals of score-grobs, which get then GC'd (a bad
321        thing).  */
322     suicide ();
323 }
324
325 /* Note that we still want references to this element to be
326    rearranged, and not silently thrown away, so we keep pointers like
327    {broken_into_{drul, array}, original}
328 */
329 void
330 Grob::suicide ()
331 {
332   if (!is_live ())
333     return;
334
335   mutable_property_alist_ = SCM_EOL;
336   immutable_property_alist_ = SCM_EOL;
337
338   set_extent (SCM_EOL, Y_AXIS);
339   set_extent (SCM_EOL, X_AXIS);
340
341   set_extent_callback (SCM_EOL, Y_AXIS);
342   set_extent_callback (SCM_EOL, X_AXIS);
343
344   for (int a = X_AXIS; a <= Y_AXIS; a++)
345     {
346       dim_cache_[a].offset_callbacks_ = SCM_EOL;
347       dim_cache_[a].offsets_left_ = 0;
348     }
349 }
350
351 void
352 Grob::handle_prebroken_dependencies ()
353 {
354   /* Don't do this in the derived method, since we want to keep access to
355      mutable_property_alist_ centralized.  */
356   if (original_)
357     {
358       Item *it = dynamic_cast<Item *> (this);
359       substitute_mutable_properties (scm_int2num (it->break_status_dir ()),
360                                      original_->mutable_property_alist_);
361     }
362 }
363
364 Grob *
365 Grob::find_broken_piece (System *) const
366 {
367   return 0;
368 }
369
370 /* Translate in one direction.  */
371 void
372 Grob::translate_axis (Real y, Axis a)
373 {
374   if (isinf (y) || isnan (y))
375     programming_error (_ (INFINITY_MSG));
376   else
377     dim_cache_[a].offset_ += y;
378 }
379
380 /* Find the offset relative to D.  If D equals THIS, then it is 0.
381    Otherwise, it recursively defd as
382
383    OFFSET_ + PARENT_L_->relative_coordinate (D) */
384 Real
385 Grob::relative_coordinate (Grob const *refp, Axis a) const
386 {
387   if (refp == this)
388     return 0.0;
389
390   /* We catch PARENT_L_ == nil case with this, but we crash if we did
391      not ask for the absolute coordinate (ie. REFP == nil.)  */
392   if (refp == dim_cache_[a].parent_)
393     return get_offset (a);
394
395   return get_offset (a) + dim_cache_[a].parent_->relative_coordinate (refp, a);
396 }
397
398 /* Invoke callbacks to get offset relative to parent.  */
399 Real
400 Grob::get_offset (Axis a) const
401 {
402   Grob *me = (Grob *) this;
403   while (dim_cache_[a].offsets_left_)
404     {
405       int l = --me->dim_cache_[a].offsets_left_;
406       SCM cb = scm_list_ref (dim_cache_[a].offset_callbacks_, scm_int2num (l));
407       SCM retval = scm_call_2 (cb, self_scm (), scm_int2num (a));
408
409       Real r = scm_to_double (retval);
410       if (isinf (r) || isnan (r))
411         {
412           programming_error (INFINITY_MSG);
413           r = 0.0;
414         }
415       me->dim_cache_[a].offset_ += r;
416     }
417   return dim_cache_[a].offset_;
418 }
419
420 bool
421 Grob::is_empty (Axis a) const
422 {
423   return !(scm_is_pair (dim_cache_[a].dimension_)
424            || ly_c_procedure_p (dim_cache_[a].dimension_callback_));
425 }
426
427 void
428 Grob::flush_extent_cache (Axis axis)
429 {
430   Dimension_cache *d = &dim_cache_[axis];
431   if (ly_c_procedure_p (d->dimension_callback_)
432       && scm_is_pair (d->dimension_))
433     {
434       d->dimension_ = SCM_EOL;
435
436       if (get_parent (axis))
437         get_parent (axis)->flush_extent_cache (axis);
438     }
439 }
440
441 Interval
442 Grob::extent (Grob *refp, Axis a) const
443 {
444   Real x = relative_coordinate (refp, a);
445
446   Dimension_cache *d = (Dimension_cache *) & dim_cache_[a];
447   Interval ext;
448
449   SCM dimpair = d->dimension_;
450   if (scm_is_pair (dimpair))
451     ;
452   else if (ly_c_procedure_p (d->dimension_callback_)
453            && d->dimension_ == SCM_EOL)
454     d->dimension_ = scm_call_2 (d->dimension_callback_, self_scm (), scm_int2num (a));
455   else
456     return ext;
457
458   if (!scm_is_pair (d->dimension_))
459     return ext;
460
461   ext = ly_scm2interval (d->dimension_);
462
463   SCM extra = get_property (a == X_AXIS
464                             ? "extra-X-extent"
465                             : "extra-Y-extent");
466
467   /* Signs ?  */
468   if (scm_is_pair (extra))
469     {
470       ext[BIGGER] += scm_to_double (scm_cdr (extra));
471       ext[SMALLER] += scm_to_double (scm_car (extra));
472     }
473
474   extra = get_property (a == X_AXIS
475                         ? "minimum-X-extent"
476                         : "minimum-Y-extent");
477   if (scm_is_pair (extra))
478     ext.unite (Interval (scm_to_double (scm_car (extra)),
479                          scm_to_double (scm_cdr (extra))));
480
481   ext.translate (x);
482
483   return ext;
484 }
485
486 /* Find the group-element which has both #this# and #s#  */
487 Grob *
488 Grob::common_refpoint (Grob const *s, Axis a) const
489 {
490   /* I don't like the quadratic aspect of this code, but I see no
491      other way.  The largest chain of parents might be 10 high or so,
492      so it shouldn't be a real issue.  */
493   for (Grob const *c = this; c; c = c->dim_cache_[a].parent_)
494     for (Grob const *d = s; d; d = d->dim_cache_[a].parent_)
495       if (d == c)
496         return (Grob *) d;
497
498   return 0;
499 }
500
501 Grob *
502 common_refpoint_of_list (SCM elist, Grob *common, Axis a)
503 {
504   for (; scm_is_pair (elist); elist = scm_cdr (elist))
505     if (Grob *s = unsmob_grob (scm_car (elist)))
506       {
507         if (common)
508           common = common->common_refpoint (s, a);
509         else
510           common = s;
511       }
512
513   return common;
514 }
515
516 Grob *
517 common_refpoint_of_array (Link_array<Grob> const &arr, Grob *common, Axis a)
518 {
519   for (int i = arr.size (); i--;)
520     if (Grob *s = arr[i])
521       {
522         if (common)
523           common = common->common_refpoint (s, a);
524         else
525           common = s;
526       }
527
528   return common;
529 }
530
531 String
532 Grob::name () const
533 {
534   SCM meta = get_property ("meta");
535   SCM nm = scm_assoc (ly_symbol2scm ("name"), meta);
536   nm = (scm_is_pair (nm)) ? scm_cdr (nm) : SCM_EOL;
537   return scm_is_symbol (nm) ? ly_symbol2string (nm) : classname (this);
538 }
539
540 void
541 Grob::add_offset_callback (SCM cb, Axis a)
542 {
543   if (!has_offset_callback (cb, a))
544     {
545       dim_cache_[a].offset_callbacks_
546         = scm_cons (cb, dim_cache_[a].offset_callbacks_);
547       dim_cache_[a].offsets_left_++;
548     }
549 }
550
551 bool
552 Grob::has_extent_callback (SCM cb, Axis a) const
553 {
554   return scm_equal_p (cb, dim_cache_[a].dimension_callback_) == SCM_BOOL_T;
555 }
556
557 bool
558 Grob::has_offset_callback (SCM cb, Axis a) const
559 {
560   return scm_c_memq (cb, dim_cache_[a].offset_callbacks_) != SCM_BOOL_F;
561 }
562
563 void
564 Grob::set_extent (SCM dc, Axis a)
565 {
566   dim_cache_[a].dimension_ = dc;
567 }
568
569 void
570 Grob::set_extent_callback (SCM dc, Axis a)
571 {
572   dim_cache_[a].dimension_callback_ = dc;
573 }
574
575 void
576 Grob::set_parent (Grob *g, Axis a)
577 {
578   dim_cache_[a].parent_ = g;
579 }
580
581 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Grob, fixup_refpoint, 1);
582 SCM
583 Grob::fixup_refpoint (SCM smob)
584 {
585   Grob *me = unsmob_grob (smob);
586   for (int a = X_AXIS; a < NO_AXES; a++)
587     {
588       Axis ax = (Axis)a;
589       Grob *parent = me->get_parent (ax);
590
591       if (!parent)
592         continue;
593
594       if (parent->get_system () != me->get_system () && me->get_system ())
595         {
596           Grob *newparent = parent->find_broken_piece (me->get_system ());
597           me->set_parent (newparent, ax);
598         }
599
600       if (Item *i = dynamic_cast<Item *> (me))
601         {
602           Item *parenti = dynamic_cast<Item *> (parent);
603
604           if (parenti && i)
605             {
606               Direction my_dir = i->break_status_dir ();
607               if (my_dir != parenti->break_status_dir ())
608                 {
609                   Item *newparent = parenti->find_prebroken_piece (my_dir);
610                   me->set_parent (newparent, ax);
611                 }
612             }
613         }
614     }
615   return smob;
616 }
617
618 void
619 Grob::warning (String s) const
620 {
621   SCM cause = self_scm ();
622   while (Grob *g = unsmob_grob (cause))
623     cause = g->get_property ("cause");
624
625   if (Music *m = unsmob_music (cause))
626     m->origin ()->warning (s);
627   else
628     ::warning (s);
629 }
630
631 void
632 Grob::programming_error (String s) const
633 {
634   s = "Programming error: " + s;
635   warning (s);
636 }
637
638 /****************************************************
639   SMOB funcs
640 ****************************************************/
641
642 IMPLEMENT_SMOBS (Grob);
643 IMPLEMENT_DEFAULT_EQUAL_P (Grob);
644
645 SCM
646 Grob::mark_smob (SCM ses)
647 {
648   Grob *s = (Grob *) SCM_CELL_WORD_1 (ses);
649   scm_gc_mark (s->immutable_property_alist_);
650   scm_gc_mark (s->key_->self_scm ());
651   for (int a = 0; a < 2; a++)
652     {
653       scm_gc_mark (s->dim_cache_[a].offset_callbacks_);
654       scm_gc_mark (s->dim_cache_[a].dimension_);
655       scm_gc_mark (s->dim_cache_[a].dimension_callback_);
656
657       /* Do not mark the parents.  The pointers in the mutable
658          property list form two tree like structures (one for X
659          relations, one for Y relations).  Marking these can be done
660          in limited stack space.  If we add the parents, we will jump
661          between X and Y in an erratic manner, leading to much more
662          recursion depth (and core dumps if we link to pthreads).  */
663     }
664
665   if (s->original_)
666     scm_gc_mark (s->original_->self_scm ());
667
668   if (s->pscore_)
669     scm_gc_mark (s->pscore_->layout_->self_scm ());
670
671   s->do_derived_mark ();
672   return s->mutable_property_alist_;
673 }
674
675 int
676 Grob::print_smob (SCM s, SCM port, scm_print_state *)
677 {
678   Grob *sc = (Grob *) SCM_CELL_WORD_1 (s);
679
680   scm_puts ("#<Grob ", port);
681   scm_puts ((char *) sc->name ().to_str0 (), port);
682
683   /* Do not print properties, that is too much hassle.  */
684   scm_puts (" >", port);
685   return 1;
686 }
687
688 SCM
689 Grob::do_derived_mark () const
690 {
691   return SCM_EOL;
692 }
693
694 void
695 Grob::discretionary_processing ()
696 {
697 }
698
699 bool
700 Grob::internal_has_interface (SCM k)
701 {
702   SCM ifs = get_property ("interfaces");
703
704   return scm_c_memq (k, ifs) != SCM_BOOL_F;
705 }
706
707 Grob *
708 Grob::get_parent (Axis a) const
709 {
710   return dim_cache_[a].parent_;
711 }
712
713 /** Return Array of Grobs in SCM list LST */
714 Link_array<Grob>
715 ly_scm2grobs (SCM lst)
716 {
717   Link_array<Grob> arr;
718
719   for (SCM s = lst; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
720     {
721       SCM e = scm_car (s);
722       arr.push (unsmob_grob (e));
723     }
724
725   arr.reverse ();
726   return arr;
727 }
728
729 Object_key const *
730 Grob::get_key () const
731 {
732   return key_;
733 }
734
735 /** Return SCM list of Grob array A */
736 SCM
737 ly_grobs2scm (Link_array<Grob> a)
738 {
739   SCM s = SCM_EOL;
740   for (int i = a.size (); i; i--)
741     s = scm_cons (a[i - 1]->self_scm (), s);
742
743   return s;
744 }
745
746 IMPLEMENT_TYPE_P (Grob, "ly:grob?");
747
748 ADD_INTERFACE (Grob, "grob-interface",
749                "A grob represents a piece of music notation\n"
750                "\n"
751                "All grobs have an X and Y-position on the page.  These X and Y positions\n"
752                "are stored in a relative format, so they can easily be combined by\n"
753                "stacking them, hanging one grob to the side of another, and coupling\n"
754                "them into a grouping objects.\n"
755                "\n"
756                "Each grob has a reference point (a.k.a.  parent): the position of a grob\n"
757                "is stored relative to that reference point. For example the X-reference\n"
758                "point of a staccato dot usually is the note head that it applies\n"
759                "to. When the note head is moved, the staccato dot moves along\n"
760                "automatically.\n"
761                "\n"
762                "A grob is often associated with a symbol, but some grobs do not print\n"
763                "any symbols. They take care of grouping objects. For example, there is a\n"
764                "separate grob that stacks staves vertically. The @ref{NoteCollision}\n"
765                "is also an abstract grob: it only moves around chords, but doesn't print\n"
766                "anything.\n"
767                "\n"
768                "Grobs have a properties: Scheme variables, that can be read and set. "
769                "They have two types. Immutable variables "
770                "define the default style and behavior.  They are shared between  many objects. "
771                "They can be changed using @code{\\override} and @code{\\revert}. "
772                "\n\n"
773                "Mutable properties are variables that are specific to one grob. Typically, "
774                "lists of other objects, or results from computations are stored in"
775                "mutable properties: every call to set-grob-property (or its C++ equivalent) "
776                "sets a mutable property. ",
777                "X-offset-callbacks Y-offset-callbacks X-extent-callback stencil cause "
778                "Y-extent-callback print-function extra-offset spacing-procedure "
779                "context staff-symbol interfaces dependencies X-extent Y-extent extra-X-extent "
780                "meta layer before-line-breaking-callback "
781                "color "
782                "axis-group-parent-X "
783                "axis-group-parent-Y "
784                "after-line-breaking-callback extra-Y-extent minimum-X-extent "
785                "minimum-Y-extent transparent tweak-count tweak-rank");
786