lily/system.cc

   1 /*
   2   system.cc -- implement System
   3
   4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   5
   6   (c) 1996--2004 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   7 */
   8
   9 #include "system.hh"
  10
  11 #include <math.h>
  12
  13 #include "align-interface.hh"
  14 #include "axis-group-interface.hh"
  15 #include "warn.hh"
  16 #include "main.hh"
  17 #include "paper-column.hh"
  18 #include "output-def.hh"
  19 #include "paper-score.hh"
  20 #include "warn.hh"
  21 #include "all-font-metrics.hh"
  22 #include "spacing-interface.hh"
  23 #include "staff-symbol-referencer.hh"
  24 #include "paper-book.hh"
  25 #include "paper-system.hh"
  26 #include "tweak-registration.hh"
  27
  28
  29 System::System (System const &src, int count)
  30   : Spanner (src, count)
  31 {
  32   rank_ = 0;
  33 }
  34
  35 System::System (SCM s, Object_key const*key)
  36   : Spanner (s, key)
  37 {
  38   rank_ = 0;
  39 }
  40
  41
  42 Grob *
  43 System::clone (int count) const
  44 {
  45   return new System (*this, count);
  46 }
  47
  48
  49 int
  50 System::element_count () const
  51 {
  52   return scm_ilength (get_property ("all-elements"));
  53 }
  54
  55 int
  56 System::spanner_count () const
  57 {
  58   int k = 0;
  59   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
  60     if (dynamic_cast<Spanner*> (unsmob_grob (scm_car (s))))
  61       k++;
  62   return k;
  63 }
  64
  65 void
  66 System::typeset_grob (Grob * elem)
  67 {
  68   if (elem->pscore_)
  69     programming_error ("Adding element twice.");
  70   else
  71     {
  72       elem->pscore_ = pscore_;
  73       Pointer_group_interface::add_grob (this, ly_symbol2scm ("all-elements"), elem);
  74       scm_gc_unprotect_object (elem->self_scm ());
  75     }
  76 }
  77
  78 // todo: use map.
  79 static void
  80 fixup_refpoints (SCM s)
  81 {
  82   for (; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
  83     {
  84       Grob::fixup_refpoint (scm_car (s));
  85     }
  86 }
  87
  88 SCM
  89 System::get_lines ()
  90 {
  91   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
  92     {
  93       Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
  94       if (g->internal_has_interface (ly_symbol2scm ("only-prebreak-interface")))
  95         {
  96           /*
  97             Kill no longer needed grobs.
  98            */
  99           Item * it = dynamic_cast<Item*> (g);
 100           if (it && Item::is_breakable (it))
 101             {
 102               it->find_prebroken_piece (LEFT)->suicide ();
 103               it->find_prebroken_piece (RIGHT)->suicide ();
 104             }
 105           g->suicide ();
 106         }
 107       else if (g->is_live ())
 108         g->do_break_processing ();
 109     }
 110
 111   /*
 112     fixups must be done in broken line_of_scores, because new elements
 113     are put over there.  */
 114   int count = 0;
 115   for (int i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
 116     {
 117       Grob *se = broken_intos_[i];
 118       SCM all = se->get_property ("all-elements");
 119       for (SCM s = all; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 120         fixup_refpoint (scm_car (s));
 121       count += scm_ilength (all);
 122     }
 123
 124   /*
 125     needed for doing items.
 126    */
 127   fixup_refpoints (get_property ("all-elements"));
 128
 129   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 130     unsmob_grob (scm_car (s))->handle_broken_dependencies ();
 131   handle_broken_dependencies ();
 132
 133 #if 0  /* don't do this: strange side effects.  */
 134
 135   /* Because the this->get_property (all-elements) contains items in 3
 136      versions, handle_broken_dependencies () will leave duplicated
 137      items in all-elements.  Strictly speaking this is harmless, but
 138      it leads to duplicated symbols in the output.  ly_list_qsort_uniq_x ()
 139      makes sure that no duplicates are in the list.  */
 140   for (int i = 0; i < line_count; i++)
 141     {
 142       SCM all = broken_intos_[i]->get_property ("all-elements");
 143       all = ly_list_qsort_uniq_x(all);
 144     }
 145 #endif
 146
 147   if (be_verbose_global)
 148     progress_indication (_f ("Element count %d.",  count + element_count ()));
 149
 150   int line_count = broken_intos_.size ();
 151   SCM lines = scm_c_make_vector (line_count, SCM_EOL);
 152
 153   for (int i = 0; i < line_count; i++)
 154     {
 155       if (be_verbose_global)
 156         progress_indication ("[");
 157
 158       System *system = dynamic_cast<System*> (broken_intos_[i]);
 159       system->post_processing ();
 160       scm_vector_set_x (lines, scm_int2num (i), system->get_line ());
 161
 162       if (be_verbose_global)
 163         progress_indication (to_string (i) + "]");
 164     }
 165   return lines;
 166 }
 167
 168 /* Find the loose columns in POSNS, and drape them around the columns
 169    specified in BETWEEN-COLS.  */
 170 static void
 171 set_loose_columns (System* which, Column_x_positions const *posns)
 172 {
 173   int loose_col_count = posns->loose_cols_.size ();
 174   for (int i = 0; i < loose_col_count; i++)
 175     {
 176       int divide_over = 1;
 177       Item *loose = dynamic_cast<Item*> (posns->loose_cols_[i]);
 178       Paper_column* col = dynamic_cast<Paper_column*> (loose);
 179
 180       if (col->system_)
 181         continue;
 182
 183       Item *left = 0;
 184       Item *right = 0;
 185       while (1)
 186         {
 187           SCM between = loose->get_property ("between-cols");
 188           if (!scm_is_pair (between))
 189             break;
 190
 191           Item *le = dynamic_cast<Item*> (unsmob_grob (scm_car (between)));
 192           Item *re = dynamic_cast<Item*> (unsmob_grob (scm_cdr (between)));
 193
 194           if (!(le && re))
 195             break;
 196
 197           if (!left && le)
 198             {
 199               left = le->get_column ();
 200               if (!left->get_system ())
 201                 left = left->find_prebroken_piece (RIGHT);
 202             }
 203
 204           divide_over++;
 205           loose = right = re->get_column ();
 206         }
 207
 208       if (!right->get_system ())
 209         right = right->find_prebroken_piece (LEFT);
 210
 211       /* Divide the remaining space of the column over the left and
 212         right side.  At the moment,  FIXME  */
 213       Grob *common = right->common_refpoint (left, X_AXIS);
 214
 215       Real rx = right->extent (common, X_AXIS)[LEFT];
 216       Real lx = left->extent (common, X_AXIS)[RIGHT];
 217       Real total_dx = rx - lx;
 218       Interval cval = col->extent (col, X_AXIS);
 219
 220       /* Put it in the middle.  This is not an ideal solution -- the
 221          break alignment code inserts a fixed space before the clef
 222          (about 1 SS), while the space following the clef is flexible.
 223          In tight situations, the clef will almost be on top of the
 224          following note.  */
 225       Real dx = rx - lx - cval.length ();
 226       if (total_dx < 2* cval.length ())
 227         {
 228           /* TODO: this is discontinuous. I'm too tired to
 229             invent a sliding mechanism.  Duh. */
 230           dx *= 0.25;
 231         }
 232       else
 233         dx *= 0.5;
 234
 235       col->system_ = which;
 236       col->translate_axis (-col->relative_coordinate (common, X_AXIS), X_AXIS);
 237       col->translate_axis (lx + dx - cval[LEFT], X_AXIS);
 238     }
 239 }
 240
 241 // const?
 242 void
 243 System::break_into_pieces (Array<Column_x_positions> const &breaking)
 244 {
 245   for (int i = 0; i < breaking.size (); i++)
 246     {
 247       System *system = dynamic_cast <System*> (clone (i));
 248       system->rank_ = i;
 249
 250       Link_array<Grob> c (breaking[i].cols_);
 251       pscore_->typeset_line (system);
 252
 253       system->set_bound (LEFT,c[0]);
 254       system->set_bound (RIGHT,c.top ());
 255       for (int j = 0; j < c.size (); j++)
 256         {
 257           c[j]->translate_axis (breaking[i].config_[j], X_AXIS);
 258           dynamic_cast<Paper_column*> (c[j])->system_ = system;
 259         }
 260       set_loose_columns (system, &breaking[i]);
 261       broken_intos_.push (system);
 262     }
 263 }
 264
 265 void
 266 System::add_column (Paper_column*p)
 267 {
 268   Grob *me = this;
 269   SCM cs = me->get_property ("columns");
 270   Grob *prev =  scm_is_pair (cs) ? unsmob_grob (scm_car (cs)) : 0;
 271
 272   p->rank_ = prev ? Paper_column::get_rank (prev) + 1 : 0;
 273
 274   me->set_property ("columns", scm_cons (p->self_scm (), cs));
 275
 276   Axis_group_interface::add_element (me, p);
 277 }
 278
 279 void
 280 apply_tweaks (Grob *g, bool broken)
 281 {
 282   if (bool (g->original_) == broken)
 283     {
 284       SCM tweaks = global_registry_->get_tweaks (g);
 285       for (SCM s = tweaks; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 286         {
 287           SCM proc = scm_caar (s);
 288           SCM rest = scm_cdar (s);
 289           scm_apply_1 (proc, g->self_scm(), rest);
 290         }
 291     }
 292 }
 293
 294 void
 295 System::pre_processing ()
 296 {
 297   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 298     unsmob_grob (scm_car (s))->discretionary_processing ();
 299
 300   if (be_verbose_global)
 301     progress_indication (_f ("Grob count %d", element_count ()));
 302
 303   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 304     unsmob_grob (scm_car (s))->handle_prebroken_dependencies ();
 305
 306   fixup_refpoints (get_property ("all-elements"));
 307
 308
 309   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 310     apply_tweaks (unsmob_grob (scm_car (s)), false);
 311
 312   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 313     {
 314       Grob *sc = unsmob_grob (scm_car (s));
 315       sc->calculate_dependencies (PRECALCED, PRECALCING, ly_symbol2scm ("before-line-breaking-callback"));
 316     }
 317
 318   progress_indication ("\n");
 319   progress_indication (_ ("Calculating line breaks..."));
 320   progress_indication (" ");
 321   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 322     {
 323       Grob *e = unsmob_grob (scm_car (s));
 324       SCM proc = e->get_property ("spacing-procedure");
 325       if (ly_c_procedure_p (proc))
 326         scm_call_1 (proc, e->self_scm ());
 327     }
 328 }
 329
 330 void
 331 System::post_processing ()
 332 {
 333   for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 334     {
 335       Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
 336
 337       apply_tweaks (g, true);
 338
 339       g->calculate_dependencies (POSTCALCED, POSTCALCING,
 340           ly_symbol2scm ("after-line-breaking-callback"));
 341     }
 342
 343   Interval iv (extent (this, Y_AXIS));
 344   if (iv.is_empty ())
 345     programming_error ("System with zero extent.");
 346   else
 347     translate_axis (-iv[MAX], Y_AXIS);
 348
 349   /* Generate all stencils to trigger font loads.
 350      This might seem inefficient, but Stencils are cached per grob
 351      anyway. */
 352   SCM all = get_property ("all-elements");
 353   all = ly_list_qsort_uniq_x (all);
 354
 355   this->get_stencil ();
 356   for (SCM s = all; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 357     {
 358       Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
 359       g->get_stencil ();
 360     }
 361 }
 362
 363 SCM
 364 System::get_line ()
 365 {
 366   static int const LAYER_COUNT = 3;
 367
 368   SCM exprs = SCM_EOL;
 369   SCM *tail = &exprs;
 370
 371   /* Output stencils in three layers: 0, 1, 2.  Default layer: 1.
 372
 373      Start with layer 3, since scm_cons prepends to list.  */
 374   SCM all = get_property ("all-elements");
 375
 376   for (int i = LAYER_COUNT; i--;)
 377     for (SCM s = all; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 378       {
 379         Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
 380         Stencil *stil = g->get_stencil ();
 381
 382         /* Skip empty stencils and grobs that are not in this layer.  */
 383         if (!stil
 384             || robust_scm2int (g->get_property ("layer"), 1) != i)
 385           continue;
 386
 387         Offset o (g->relative_coordinate (this, X_AXIS),
 388                   g->relative_coordinate (this, Y_AXIS));
 389
 390         Offset extra = robust_scm2offset (g->get_property ("extra-offset"),
 391                                           Offset (0, 0))
 392           * Staff_symbol_referencer::staff_space (g);
 393
 394         /* Must copy the stencil, for we cannot change the stencil
 395            cached in G.  */
 396
 397         Stencil st = *stil;
 398         st.translate (o + extra);
 399         *tail = scm_cons (st.expr (), SCM_EOL);
 400         tail = SCM_CDRLOC(*tail);
 401       }
 402
 403   if (Stencil *me = get_stencil ())
 404     exprs = scm_cons (me->expr (), exprs);
 405
 406   Interval x (extent (this, X_AXIS));
 407   Interval y (extent (this, Y_AXIS));
 408   Stencil sys_stencil (Box (x,y),
 409                        scm_cons (ly_symbol2scm ("combine-stencil"),
 410                                  exprs));
 411
 412   Interval staff_refpoints;
 413   staff_refpoints.set_empty();
 414   for (SCM s = get_property ("spaceable-staves");
 415        scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
 416       {
 417         Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
 418         staff_refpoints.add_point (g->relative_coordinate (this, Y_AXIS));
 419       }
 420
 421
 422   Paper_system *pl = new Paper_system (sys_stencil, false);
 423   pl->staff_refpoints_ = staff_refpoints;
 424   Item * break_point = this->get_bound(LEFT);
 425   pl->break_before_penalty_ =
 426     robust_scm2double (break_point->get_property ("page-penalty"), 0.0);
 427
 428   return scm_gc_unprotect_object (pl->self_scm ());
 429 }
 430
 431 Link_array<Item>
 432 System::broken_col_range (Item const *left, Item const *right) const
 433 {
 434   Link_array<Item> ret;
 435
 436   left = left->get_column ();
 437   right = right->get_column ();
 438   SCM s = get_property ("columns");
 439
 440   while (scm_is_pair (s) && scm_car (s) != right->self_scm ())
 441     s = scm_cdr (s);
 442
 443   if (scm_is_pair (s))
 444     s = scm_cdr (s);
 445
 446   while (scm_is_pair (s) && scm_car (s) != left->self_scm ())
 447     {
 448       Paper_column*c = dynamic_cast<Paper_column*> (unsmob_grob (scm_car (s)));
 449       if (Item::is_breakable (c) && !c->system_)
 450         ret.push (c);
 451
 452       s = scm_cdr (s);
 453     }
 454
 455   ret.reverse ();
 456   return ret;
 457 }
 458
 459 /** Return all columns, but filter out any unused columns , since they might
 460     disrupt the spacing problem. */
 461 Link_array<Grob>
 462 System::columns () const
 463 {
 464   Link_array<Grob> acs
 465     = Pointer_group_interface__extract_grobs (this, (Grob*) 0, "columns");
 466   bool found = false;
 467   for (int i = acs.size (); i--;)
 468     {
 469       bool brb = Item::is_breakable (acs[i]);
 470       found = found || brb;
 471
 472       /*
 473         the last column should be breakable. Weed out any columns that
 474         seem empty. We need to retain breakable columns, in case
 475         someone forced a breakpoint.
 476       */
 477       if (!found || !Paper_column::is_used (acs[i]))
 478         acs.del (i);
 479     }
 480   return acs;
 481 }
 482
 483 ADD_INTERFACE (System,"system-interface",
 484                "This is the toplevel object: each object in a score "
 485                "ultimately has a System object as its X and Y parent. ",
 486                "all-elements spaceable-staves columns")