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Doc-de: update macros.itely and nitpicks
[lilypond.git] / Documentation / devel / programming-work.itexi
index 56abbf83db18f71be1ac382da36a2bfa944f21a8..900d0a6846c6f707a9ad54c5cea19cba21ff60df 100644 (file)
 @chapter Programming work
 
 @menu
-* Introduction to programming::  
+* Overview of LilyPond architecture::
+* LilyPond programming languages::
 * Programming without compiling::  
 * Finding functions::           
 * Code style::                  
 * Debugging LilyPond::          
-* other stuff::                 
 @end menu
 
+@node Overview of LilyPond architecture
+@section Overview of LilyPond architecture
 
-@node Introduction to programming
-@section Introduction to programming 
+LilyPond processes the input file into graphical and musical output in a
+number of stages.  This process, along with the types of routines that
+accomplish the various stages of the process, is described in this section.  A
+more complete description of the LilyPond architecture and internal program
+execution is found in Erik Sandberg's
+@uref{http://lilypond.org/web/images/thesis-erik-sandberg.pdf, master's
+thesis}.
 
-FIXME -- decide what goes in here and put it here.  I'm not sure what
-should be here -- CDS
+
+The first stage of LilyPond processing is @emph{parsing}.  In the parsing
+process, music expressions in LilyPond input format are converted to music
+expressions in Scheme format.  In Scheme format, a music expression is a list
+in tree form, with nodes that indicate the relationships between various music
+events.  The LilyPond parser is written in Bison.
+
+The second stage of LilyPond processing is @emph{iterating}.  Iterating
+assigns each music event to a context, which is the environment in which the
+music will be finally engraved.  The context is responsible for all further
+processing of the music.  It is during the iteration stage that contexts are
+created as necessary to ensure that every note has a Voice type context (e.g.
+Voice, TabVoice, DrumVoice, CueVoice, MensuralVoice, VaticanaVoice,
+GregorianTranscriptionVoice), that the Voice type contexts exist in
+appropriate Staff type contexts, and that parallel Staff type contexts exist
+in StaffGroup type contexts.  In addition, during the iteration stage each
+music event is assigned a moment, or a time in the music when the event
+begins.
+
+Each type of music event has an associated iterator.  Iterators are defined in
+*-iterator.cc. During iteration, an
+event's iterator is called to deliver that music event to the appropriate
+context(s).
+
+The final stage of LilyPond processing is @emph{translation}.  During
+translation, music events are prepared for graphical or midi output.  The
+translation step is accomplished by translators or engravers (the distinction
+is unclear).
+
+Translators are defined in C++ files named *-engraver.cc.  In *-engraver.cc, a
+C++ class of Engraver type is created.  The Engraver is also declared as a
+translator.  Much of the work of translating is handled by Scheme functions,
+which is one of the keys to LilyPond's exceptional flexibility.
+
+
+@node LilyPond programming languages
+@section LilyPond programming languages
+
+Programming in LilyPond is done in a variety of programming languages.  Each
+language is used for a specific purpose or purposes.  This section describes
+the languages used and provides links to reference manuals and tutorials for
+the relevant language.
+
+@subsection C++
+
+The core functionality of LilyPond is implemented in C++.
+
+C++ is so ubiquitous that it is difficult to identify either a reference
+manual or a tutorial.  Programmers unfamiliar with C++ will need to spend some
+time to learn the language before attempting to modify the C++ code.
+
+The C++ code calls Scheme/GUILE through the GUILE interface, which is
+documented in the
+@uref{http://www.gnu.org/software/guile/manual/html_node/index.html, GUILE
+  Reference Manual}.
+
+@subsection GNU Bison
+
+The LilyPond parser is implemented in Bison, a GNU parser generator.  The
+Bison homepage is found at @uref{http://www.gnu.org/software/bison/,
+gnu.org}.  The manual (which includes both a reference and tutorial) is
+@uref{http://www.gnu.org/software/bison/manual/index.html, available} in a
+variety of formats.
+
+@subsection GNU Make
+
+GNU Make is used to control the compiling process and to build the
+documentation and the website.  GNU Make documentation is available at
+@uref{http://www.gnu.org/software/make/manual/, the GNU website}.
+
+@subsection GUILE or Scheme
+
+GUILE is the dialect of Scheme that is used as LilyPond's extension language.  Many extensions to LilyPond are written entirely in GUILE.  The
+@uref{http://www.gnu.org/software/guile/manual/html_node/index.html,
+GUILE Reference Manual} is available online.
+
+@uref{http://mitpress.mit.edu/sicp/full-text/book/book.html, Structure and
+Interpretation of Computer Programs}, a popular textbook used to teach
+programming in Scheme is available in its entirety online.
+
+An introduction to Guile/Scheme as used in LilyPond can be found in the
+Learning Manual, see @rlearning{Scheme tutorial}. 
+
+@subsection MetaFont
+
+MetaFont is used to create the music fonts used by LilyPond.  A MetaFont
+tutorial is available at @uref{http://metafont.tutorial.free.fr/, the
+METAFONT tutorial page}.
+
+@subsection PostScript
+
+PostScript is used to generate graphical output.  A brief PostScript tutorial
+is @uref{http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/dataformats/postscript/,
+available online}.  The
+@uref{http://www.adobe.com/devnet/postscript/pdfs/PLRM.pdf, PostScript Lanugage
+Reference} is available online in PDF format.
+
+@subsection Python
+
+Python is used for XML2ly and is used for buillding the documentation and the
+website.
+
+Python documentation is available at @uref{http://www.python.org/doc/,
+python.org}.
 
 @node Programming without compiling
 @section Programming without compiling
@@ -62,7 +171,7 @@ work on your code will be glad you followed these guidelines.
 
 For LilyPond files, you should follow the guidelines for LilyPond snippets
 in the documentation.  You can find these guidelines at
-@ref{Texinfo crash course}.
+@ref{Texinfo introduction and usage policy}.
 
 @node Finding functions
 @section Finding functions
@@ -87,7 +196,7 @@ when looking for a function.
 Having identified a likely subdirectory to search, the grep utility can
 be used to search for a function name.  The format of the grep command is
 
-@example 
+@example
 grep -i functionName subdirectory/*
 @end example
 
@@ -99,7 +208,7 @@ our capitalization conventions.
 
 The most likely directories to grep for function names are scm/ for
 scheme files, ly/ for lilypond input (*.ly) files, and lily/ for C++
-files.  
+files.
 
 
 @subsection Using git grep to search
@@ -137,7 +246,7 @@ This will initiate a search of the remote git repository.
 
 
 @node Code style
-@section Code style 
+@section Code style
 @c email to wl@gnu.org when I get here.
 
 @menu
@@ -293,7 +402,7 @@ Messages to be localised must be encapsulated in `_ (STRING)' or
 warning (_ ("need music in a score"));
 error (_f ("cannot open file: `%s'", file_name));
 @end example
-    
+
 In some rare cases you may need to call `gettext ()' by hand. This
 happens when you pre-define (a list of) string constants for later
 use. In that case, you'll probably also need to mark these string
@@ -301,19 +410,19 @@ constants for translation, using `_i (STRING)'. The `_i' macro is
 a no-op, it only serves as a marker for `xgettext'.
 
 @example
-char const* messages[] = {
+char const* messages[] = @{
   _i ("enable debugging output"),
   _i ("ignore lilypond version"),
   0
-};
+@};
 
 void
 foo (int i)
-{
+@{
   puts (gettext (messages i));
-}
+@}
 @end example
-    
+
 See also `flower/getopt-long.cc' and `lily/main.cc'.
 
 @item
@@ -332,7 +441,7 @@ number never start with a capital, eg,
 @example
 foo.ly: 12: not a duration: 3
 @end example
-      
+
 Messages containing a final verb, or a gerund (`-ing'-form) always
 start with a capital. Other (simpler) messages start with a
 lowercase letter
@@ -342,34 +451,34 @@ Processing foo.ly...
 `foo': not declared.
 Not declaring: `foo'.
 @end example
-    
+
 @item
 Avoid abbreviations or short forms, use `cannot' and `do not'
 rather than `can't' or `don't'
 To avoid having a number of different messages for the same
-situation, we'll use quoting like this `"message: `%s'"' for all
+situation, well will use quoting like this `"message: `%s'"' for all
 strings. Numbers are not quoted:
 
 @example
 _f ("cannot open file: `%s'", name_str)
 _f ("cannot find character number: %d", i)
 @end example
-    
+
 @item
 Think about translation issues. In a lot of cases, it is better to
-translate a whole message. The english grammar mustn't be imposed
+translate a whole message. The english grammar must not be imposed
 on the translator. So, instead of
 
 @example
 stem at  + moment.str () +  does not fit in beam
 @end example
-    
+
 have
 
 @example
 _f ("stem at %s does not fit in beam", moment.str ())
 @end example
-    
+
 @item
 Split up multi-sentence messages, whenever possible. Instead of
 
@@ -377,7 +486,7 @@ Split up multi-sentence messages, whenever possible. Instead of
 warning (_f ("out of tune!  Can't find: `%s'", "Key_engraver"));
 warning (_f ("cannot find font `%s', loading default", font_name));
 @end example
-    
+
 rather say:
 
 @example
@@ -386,7 +495,7 @@ warning (_f ("cannot find: `%s', "Key_engraver"));
 warning (_f ("cannot find font: `%s', font_name));
 warning (_f ("Loading default font"));
 @end example
-    
+
 @item
 If you must have multiple-sentence messages, use full punctuation.
 Use two spaces after end of sentence punctuation. No punctuation
@@ -397,10 +506,10 @@ _f ("Non-matching braces in text `%s', adding braces", text)
 _ ("Debug output disabled.  Compiled with NPRINT.")
 _f ("Huh?  Not a Request: `%s'.  Ignoring.", request)
 @end example
-    
+
 @item
 Do not modularise too much; words frequently cannot be translated
-without context. It's probably safe to treat most occurences of
+without context. It is probably safe to treat most occurences of
 words like stem, beam, crescendo as separately translatable words.
 
 @item
@@ -417,10 +526,10 @@ kan niet openen: `foo.ly'*   (2)
 niet te openen: `foo.ly'*    (3)
 @end example
 
-    
+
 The first nl message, although grammatically and stylistically
 correct, is not friendly for parsing by humans (even if they speak
-dutch). I guess we'd prefer something like (2) or (3).
+dutch). I guess we would prefer something like (2) or (3).
 
 @item
 Do not run make po/po-update with GNU gettext < 0.10.35
@@ -440,7 +549,7 @@ gdb.  Use of gdb is described in this section.
 Using a debugger simplifies troubleshooting in at least two ways.
 
 First, breakpoints can be set to pause execution at any desired point.
-Then, when execution has paused, debugger commands can be issued to 
+Then, when execution has paused, debugger commands can be issued to
 explore the values of various variables or to execute functions.
 
 Second, the debugger allows the display of a stack trace, which shows
@@ -478,38 +587,83 @@ for all errors and defines functions for displaying scheme objects
 (ps), grobs (pgrob), and parsed music expressions (pmusic).
 
 @example
-file lily/out/lilypond 
-b scm_error 
-b programming_error 
-b Grob::programming_error 
-
-define ps 
-   print ly_display_scm($arg0) 
-  end 
-  define pgrob 
-     print ly_display_scm($arg0->self_scm_) 
-     print ly_display_scm($arg0->mutable_property_alist_) 
-     print ly_display_scm($arg0->immutable_property_alist_) 
-     print ly_display_scm($arg0->object_alist_) 
-  end 
-  define pmusic 
-     print ly_display_scm($arg0->self_scm_) 
-     print ly_display_scm($arg0->mutable_property_alist_) 
-     print ly_display_scm($arg0->immutable_property_alist_) 
-  end 
+file lily/out/lilypond
+b scm_error
+b programming_error
+b Grob::programming_error
+
+define ps
+   print ly_display_scm($arg0)
+  end
+  define pgrob
+     print ly_display_scm($arg0->self_scm_)
+     print ly_display_scm($arg0->mutable_property_alist_)
+     print ly_display_scm($arg0->immutable_property_alist_)
+     print ly_display_scm($arg0->object_alist_)
+  end
+  define pmusic
+     print ly_display_scm($arg0->self_scm_)
+     print ly_display_scm($arg0->mutable_property_alist_)
+     print ly_display_scm($arg0->immutable_property_alist_)
+  end
 @end example
 
+@subsection Using Guile interactively with LilyPond
 
+In order to experiment with Scheme programming in the LilyPond
+environment, it is convenient to have a Guile interpreter that
+has all the LilyPond modules loaded.  This requires the following
+steps.
 
+First, define a Scheme symbol for the active module
+in the .ly file:
 
+@example
+#(module-define! (resolve-module '(guile-user))
+    'lilypond-module (current-module))
+@end example
 
-@node other stuff
-@section other stuff
+Second, place a Scheme function in the .ly file that gives an interactive Guile
+prompt:
 
-Copied from an email from Carl.  Maybe already included.
+@example
+#(top-repl)
+@end example
+
+When the .ly file is compiled, this causes the compilation to be interrupted
+and an interactive guile prompt to appear.  When the guile prompt appears,
+the LilyPond active module must be set as the current guile module:
 
-- how to use a debugger with lilypond.
+@example
+guile> (set-current-module lilypond-module)
+@end example
+
+Proper operation of these commands can be demonstrated by typing the name
+of a LilyPond public scheme function to see if it's properly defined:
+
+@example
+guile> fret-diagram-verbose-markup
+#<procedure fret-diagram-verbose-markup (layout props marking-list)>
+@end example
+
+If the LilyPond module has not been correctly loaded, an error
+message will be generated:
+
+@example
+guile> fret-diagram-verbose-markup
+ERROR: Unbound variable: fret-diagram-verbose-markup
+ABORT: (unbound-variable)
+@end example
+
+Once the module is properly loaded, any valid LilyPond Scheme expression
+can be entered at the interactive prompt.
+
+After the investigation is complete, the interactive guile interpreter
+can be exited:
+
+@example
+guile> (quit)
+@end example
 
-- how to get lilypond running and pause at a guile prompt
+The compilation of the .ly file will then continue.
 
-- brief overview of how lilypond processes a file.