]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blob - lily/system.cc
Move rehearsal marks, etc. to the top staff.
[lilypond.git] / lily / system.cc
1 /*
2   system.cc -- implement System
3
4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
5
6   (c) 1996--2009 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
7 */
8
9 #include "system.hh"
10
11 #include "align-interface.hh"
12 #include "all-font-metrics.hh"
13 #include "axis-group-interface.hh"
14 #include "grob-array.hh"
15 #include "hara-kiri-group-spanner.hh"
16 #include "international.hh"
17 #include "lookup.hh"
18 #include "main.hh"
19 #include "output-def.hh"
20 #include "page-layout-problem.hh"
21 #include "paper-column.hh"
22 #include "paper-score.hh"
23 #include "paper-system.hh"
24 #include "pointer-group-interface.hh"
25 #include "skyline-pair.hh"
26 #include "staff-symbol-referencer.hh"
27 #include "warn.hh"
28
29 System::System (System const &src)
30   : Spanner (src)
31 {
32   all_elements_ = 0;
33   pscore_ = 0;
34   rank_ = 0;
35   init_elements ();
36 }
37
38 System::System (SCM s)
39   : Spanner (s)
40 {
41   all_elements_ = 0;
42   rank_ = 0;
43   init_elements ();
44 }
45
46 void
47 System::init_elements ()
48 {
49   SCM scm_arr = Grob_array::make_array ();
50   all_elements_ = unsmob_grob_array (scm_arr);
51   all_elements_->set_ordered (false);
52   set_object ("all-elements", scm_arr);
53 }
54
55 Grob *
56 System::clone () const
57 {
58   return new System (*this);
59 }
60
61 int
62 System::element_count () const
63 {
64   return all_elements_->size ();
65 }
66
67 int
68 System::spanner_count () const
69 {
70   int k = 0;
71   for (vsize i = all_elements_->size (); i--;)
72     if (dynamic_cast<Spanner *> (all_elements_->grob (i)))
73       k++;
74   return k;
75 }
76
77 void
78 System::typeset_grob (Grob *elem)
79 {
80   if (elem->layout_)
81     programming_error ("adding element twice");
82   else
83     {
84       elem->layout_ = pscore_->layout ();
85       all_elements_->add (elem);
86       elem->unprotect ();
87     }
88 }
89
90 void
91 System::derived_mark () const
92 {
93   if (!all_elements_->empty ())
94     {
95       Grob **ptr = &all_elements_->array_reference ()[0];
96       Grob **end = ptr + all_elements_->size ();
97       while (ptr < end)
98         {
99           scm_gc_mark ((*ptr)->self_scm ());
100           ptr++;
101         }
102     }
103
104   if (pscore_)
105     scm_gc_mark (pscore_->self_scm ());
106
107   Spanner::derived_mark ();
108 }
109
110 static void
111 fixup_refpoints (vector<Grob*> const &grobs)
112 {
113   for (vsize i = grobs.size (); i--;)
114     grobs[i]->fixup_refpoint ();
115 }
116
117 void
118 System::do_break_substitution_and_fixup_refpoints ()
119 {
120   for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
121     {
122       Grob *g = all_elements_->grob (i);
123       if (g->internal_has_interface (ly_symbol2scm ("only-prebreak-interface")))
124         {
125           /*
126             Kill no longer needed grobs.
127           */
128           Item *it = dynamic_cast<Item *> (g);
129           if (it && Item::is_non_musical (it))
130             {
131               it->find_prebroken_piece (LEFT)->suicide ();
132               it->find_prebroken_piece (RIGHT)->suicide ();
133             }
134           g->suicide ();
135         }
136       else if (g->is_live ())
137         g->do_break_processing ();
138     }
139
140   /*
141     fixups must be done in broken line_of_scores, because new elements
142     are put over there.  */
143   int count = 0;
144   for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
145     {
146       Grob *se = broken_intos_[i];
147
148       extract_grob_set (se, "all-elements", all_elts);
149       for (vsize j = 0; j < all_elts.size (); j++)
150         {
151           Grob *g = all_elts[j];
152           g->fixup_refpoint ();
153         }
154
155       count += all_elts.size ();
156     }
157
158   /*
159     needed for doing items.
160   */
161   fixup_refpoints (all_elements_->array ());
162
163   for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
164     all_elements_->grob (i)->handle_broken_dependencies ();
165
166   handle_broken_dependencies ();
167
168   /* Because the this->get_property (all-elements) contains items in 3
169      versions, handle_broken_dependencies () will leave duplicated
170      items in all-elements.  Strictly speaking this is harmless, but
171      it leads to duplicated symbols in the output.  uniq makes sure
172      that no duplicates are in the list.  */
173   for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
174     {
175       System *child = dynamic_cast<System*> (broken_intos_[i]);
176       child->all_elements_->remove_duplicates ();
177       for (vsize j = 0; j < child->all_elements_->size (); j++)
178         {
179           Grob *g = child->all_elements_->grob (j);
180
181           (void) g->get_property ("after-line-breaking");
182         }
183     }
184
185   if (be_verbose_global)
186     message (_f ("Element count %d", count + element_count ()) + "\n");
187 }
188
189 SCM
190 System::get_broken_system_grobs ()
191 {
192   SCM ret = SCM_EOL;
193   for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
194     ret = scm_cons (broken_intos_[i]->self_scm (), ret);
195   return scm_reverse (ret);
196 }
197
198 SCM
199 System::get_paper_systems ()
200 {
201   SCM lines = scm_c_make_vector (broken_intos_.size (), SCM_EOL);
202   for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
203     {
204       if (be_verbose_global)
205         progress_indication ("[");
206
207       System *system = dynamic_cast<System *> (broken_intos_[i]);
208
209       scm_vector_set_x (lines, scm_from_int (i),
210                         system->get_paper_system ());
211
212       if (be_verbose_global)
213         progress_indication (to_string (i) + "]");
214     }
215   return lines;
216 }
217
218 void
219 System::break_into_pieces (vector<Column_x_positions> const &breaking)
220 {
221   for (vsize i = 0; i < breaking.size (); i++)
222     {
223       System *system = dynamic_cast<System *> (clone ());
224       system->rank_ = broken_intos_.size ();
225
226       vector<Grob*> c (breaking[i].cols_);
227       pscore_->typeset_system (system);
228
229       int st = Paper_column::get_rank (c[0]);
230       int end = Paper_column::get_rank (c.back ());
231       Interval iv (pure_height (this, st, end));
232       system->set_property ("pure-Y-extent", ly_interval2scm (iv));
233
234       system->set_bound (LEFT, c[0]);
235       system->set_bound (RIGHT, c.back ());
236       SCM system_labels = SCM_EOL;
237       for (vsize j = 0; j < c.size (); j++)
238         {
239           c[j]->translate_axis (breaking[i].config_[j], X_AXIS);
240           dynamic_cast<Paper_column *> (c[j])->system_ = system;
241           /* collect the column labels */
242           SCM col_labels = c[j]->get_property ("labels");
243           if (scm_is_pair (col_labels))
244             system_labels = scm_append (scm_list_2 (col_labels, system_labels));
245         }
246       system->set_property ("labels", system_labels);
247       
248       set_loose_columns (system, &breaking[i]);
249       broken_intos_.push_back (system);
250     }
251 }
252
253 void
254 System::add_column (Paper_column *p)
255 {
256   Grob *me = this;
257   Grob_array *ga = unsmob_grob_array (me->get_object ("columns"));
258   if (!ga)
259     {
260       SCM scm_ga = Grob_array::make_array ();
261       me->set_object ("columns", scm_ga);
262       ga = unsmob_grob_array (scm_ga);
263     }
264
265   p->rank_ = ga->size ();
266
267   ga->add (p);
268   Axis_group_interface::add_element (this, p);
269 }
270
271 void
272 System::pre_processing ()
273 {
274   for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
275     all_elements_->grob (i)->discretionary_processing ();
276
277   if (be_verbose_global)
278     message (_f ("Grob count %d", element_count ()));
279
280   /*
281     order is significant: broken grobs are added to the end of the
282     array, and should be processed before the original is potentially
283     killed.
284   */
285   for (vsize i = all_elements_->size (); i--;)
286     all_elements_->grob (i)->handle_prebroken_dependencies ();
287
288   fixup_refpoints (all_elements_->array ());
289
290   for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
291     {
292       Grob *g = all_elements_->grob (i);
293       (void) g->get_property ("before-line-breaking");
294     }
295
296   for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
297     {
298       Grob *e = all_elements_->grob (i);
299       (void) e->get_property ("springs-and-rods");
300     }
301 }
302
303 void
304 System::post_processing ()
305 {
306   Interval iv (extent (this, Y_AXIS));
307   if (iv.is_empty ())
308     programming_error ("system with empty extent");
309   else
310     translate_axis (-iv[MAX], Y_AXIS);
311
312   /* Generate all stencils to trigger font loads.
313      This might seem inefficient, but Stencils are cached per grob
314      anyway. */
315
316   vector<Grob*> all_elts_sorted (all_elements_->array ());
317   vector_sort (all_elts_sorted, std::less<Grob*> ());
318   uniq (all_elts_sorted);
319   this->get_stencil ();
320   for (vsize i = all_elts_sorted.size (); i--;)
321     {
322       Grob *g = all_elts_sorted[i];
323       g->get_stencil ();
324     }
325 }
326
327 struct Layer_entry
328 {
329   Grob *grob_;
330   int layer_;
331 };
332
333 bool
334 operator< (Layer_entry  const &a,
335            Layer_entry  const &b)
336 {
337   return a.layer_ < b.layer_;
338 }
339
340
341 SCM
342 System::get_paper_system ()
343 {
344   SCM exprs = SCM_EOL;
345   SCM *tail = &exprs;
346
347   post_processing ();
348
349   vector<Layer_entry> entries;
350   for (vsize j = 0; j < all_elements_->size (); j++)
351     {
352       Layer_entry e;
353       e.grob_ = all_elements_->grob (j);
354       e.layer_ = robust_scm2int (e.grob_->get_property ("layer"), 1);
355       
356       entries.push_back (e); 
357     }
358
359   vector_sort (entries, std::less<Layer_entry> ());
360   for (vsize j = 0; j < entries.size (); j++)
361     {
362       Grob *g = entries[j].grob_;
363       Stencil st = g->get_print_stencil ();
364
365       if (st.expr () == SCM_EOL)
366         continue;
367       
368       Offset o;
369       for (int a = X_AXIS; a < NO_AXES; a++)
370         o[Axis (a)] = g->relative_coordinate (this, Axis (a));
371
372       Offset extra = robust_scm2offset (g->get_property ("extra-offset"),
373                                         Offset (0, 0))
374         * Staff_symbol_referencer::staff_space (g);
375
376       /* Must copy the stencil, for we cannot change the stencil
377          cached in G.  */
378
379       st.translate (o + extra);
380
381       *tail = scm_cons (st.expr (), SCM_EOL);
382       tail = SCM_CDRLOC (*tail);
383     }
384
385   if (Stencil *me = get_stencil ())
386     exprs = scm_cons (me->expr (), exprs);
387
388   Interval x (extent (this, X_AXIS));
389   Interval y (extent (this, Y_AXIS));
390   Stencil sys_stencil (Box (x, y),
391                        scm_cons (ly_symbol2scm ("combine-stencil"),
392                                  exprs));
393   if (debug_skylines)
394     {
395       Skyline_pair *skylines = Skyline_pair::unsmob (get_property ("vertical-skylines"));
396       if (skylines)
397         {
398           Stencil up
399             = Lookup::points_to_line_stencil (0.1, (*skylines)[UP].to_points (X_AXIS));
400           Stencil down
401             = Lookup::points_to_line_stencil (0.1, (*skylines)[DOWN].to_points (X_AXIS));
402           sys_stencil.add_stencil (up.in_color (255, 0, 0));
403           sys_stencil.add_stencil (down.in_color (0, 255, 0));
404         }
405     }
406
407   Grob *left_bound = this->get_bound (LEFT);
408   SCM prop_init = left_bound->get_property ("line-break-system-details");
409   Prob *pl = make_paper_system (prop_init);
410   paper_system_set_stencil (pl, sys_stencil);
411
412   /* information that the page breaker might need */
413   Grob *right_bound = this->get_bound (RIGHT);
414   pl->set_property ("vertical-skylines", this->get_property ("vertical-skylines"));
415   pl->set_property ("page-break-permission", right_bound->get_property ("page-break-permission"));
416   pl->set_property ("page-turn-permission", right_bound->get_property ("page-turn-permission"));
417   pl->set_property ("page-break-penalty", right_bound->get_property ("page-break-penalty"));
418   pl->set_property ("page-turn-penalty", right_bound->get_property ("page-turn-penalty"));
419
420   Interval staff_refpoints;
421   extract_grob_set (this, "spaceable-staves", staves);
422   for (vsize i = 0; i < staves.size (); i++)
423     if (staves[i]->is_live ())
424       staff_refpoints.add_point (staves[i]->relative_coordinate (this, Y_AXIS));
425
426   pl->set_property ("staff-refpoint-extent", ly_interval2scm (staff_refpoints));
427   pl->set_property ("system-grob", this->self_scm ()); 
428
429   return pl->unprotect ();
430 }
431
432 vector<Item*>
433 System::broken_col_range (Item const *left, Item const *right) const
434 {
435   vector<Item*> ret;
436
437   left = left->get_column ();
438   right = right->get_column ();
439
440   
441   extract_grob_set (this, "columns", cols);
442
443   vsize i = Paper_column::get_rank (left);
444   int end_rank = Paper_column::get_rank (right);
445   if (i < cols.size ())
446     i++;
447
448   while (i < cols.size ()
449          && Paper_column::get_rank (cols[i]) < end_rank)
450     {
451       Paper_column *c = dynamic_cast<Paper_column *> (cols[i]);
452       if (Paper_column::is_breakable (c) && !c->system_)
453         ret.push_back (c);
454       i++;
455     }
456
457   return ret;
458 }
459
460
461 /** Return all columns, but filter out any unused columns , since they might
462     disrupt the spacing problem. */
463 vector<Grob*>
464 System::used_columns () const
465 {
466   extract_grob_set (this, "columns", ro_columns);
467
468   int last_breakable = ro_columns.size ();
469
470   while (last_breakable--)
471     {
472       if (Paper_column::is_breakable (ro_columns [last_breakable]))
473         break;
474     }
475
476   vector<Grob*> columns;
477   for (int i = 0; i <= last_breakable; i++)
478     {
479       if (Paper_column::is_used (ro_columns[i]))
480         columns.push_back (ro_columns[i]);
481     }
482
483   return columns;
484 }
485
486 Paper_column *
487 System::column (vsize which) const
488 {
489   extract_grob_set (this, "columns", columns);
490   if (which >= columns.size ())
491     return 0;
492   
493   return dynamic_cast<Paper_column*> (columns[which]);
494 }
495
496 Paper_score*
497 System::paper_score () const
498 {
499   return pscore_;
500 }
501
502 int
503 System::get_rank () const
504 {
505   return rank_;
506 }
507
508 System *
509 get_root_system (Grob *me) 
510 {
511   Grob *system_grob = me;
512   
513   while (system_grob->get_parent (Y_AXIS))
514     system_grob = system_grob->get_parent (Y_AXIS);
515
516   return dynamic_cast<System*> (system_grob); 
517 }
518
519 Grob *
520 System::get_vertical_alignment ()
521 {
522   extract_grob_set (this, "elements", elts);
523   Grob *ret = 0;
524   for (vsize i = 0; i < elts.size (); i++)
525     if (Align_interface::has_interface (elts[i]))
526       {
527         if (ret)
528           programming_error ("found multiple vertical alignments in this system");
529         ret = elts[i];
530       }
531
532   if (!ret)
533     programming_error ("didn't find a vertical alignment in this system");
534   return ret;
535 }
536
537 // Finds the furthest staff in the given direction whose x-extent
538 // overlaps with the given interval.
539 Grob *
540 System::get_extremal_staff (Direction dir, Interval const &iv)
541 {
542   Grob *align = get_vertical_alignment ();
543   if (!align)
544     return 0;
545
546   extract_grob_set (align, "elements", elts);
547   vsize start = (dir == UP) ? 0 : elts.size () - 1;
548   vsize end = (dir == UP) ? elts.size () : VPOS;
549   for (vsize i = start; i != end; i += dir)
550     {
551       if (Hara_kiri_group_spanner::has_interface (elts[i]))
552         Hara_kiri_group_spanner::consider_suicide (elts[i]);
553
554       Interval intersection = elts[i]->extent (this, X_AXIS);
555       intersection.intersect (iv);
556       if (elts[i]->is_live () && !intersection.is_empty ())
557         return elts[i];
558     }
559   return 0;
560 }
561
562 ADD_INTERFACE (System,
563                "This is the top-level object: Each object in a score"
564                " ultimately has a @code{System} object as its X and"
565                " Y@tie{}parent.",
566
567                /* properties */
568                "all-elements "
569                "columns "
570                "labels "
571                "pure-Y-extent "
572                "spaceable-staves "
573                "skyline-distance "
574                "skyline-horizontal-padding "
575                )