]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - Documentation/extending/programming-interface.itely
Doc: Update deprecated \relative syntax.
[lilypond.git] / Documentation / extending / programming-interface.itely
index 471276f0b41c709ec37c8ffd92e559e83ab5da91..7045b49daf552eb39878b956aedb8ae00773d19b 100644 (file)
@@ -4,7 +4,8 @@
     Translation of GIT committish: FILL-IN-HEAD-COMMITTISH
 
     When revising a translation, copy the HEAD committish of the
-    version that you are working on.  See TRANSLATION for details.
+    version that you are working on.  For details, see the Contributors'
+    Guide, node Updating translation committishes..
 @end ignore
 
 @c \version "2.12.0"
 
 Advanced tweaks may be performed by using Scheme.  If you are
 not familiar with Scheme, you may wish to read our
-@rlearning{Scheme tutorial}.
+@ref{Scheme tutorial}.
 
 @menu
 * Music functions::
-* Programmer interfaces::
-* Building complicated functions::
-* Markup programmer interface::
+* Markup functions::
 * Contexts for programmers::
-* Scheme procedures as properties::
-* Using Scheme code instead of \tweak::
+* Callback functions::
+* Inline Scheme code::
 * Difficult tweaks::
 @end menu
 
@@ -31,45 +30,51 @@ not familiar with Scheme, you may wish to read our
 @node Music functions
 @section Music functions
 
-This section discusses how to create music functions within LilyPond.
+Music functions are scheme functions that are used to
+automatically create music expressions.  They can be used to
+greatly simplify the input file.
 
 @menu
-* Overview of music functions::
+* Music function syntax::
 * Simple substitution functions::
-* Paired substitution functions::
+* Intermediate substitution functions::
 * Mathematics in functions::
 * Void functions::
 * Functions without arguments::
 @end menu
 
-@node Overview of music functions
-@subsection Overview of music functions
+@node Music function syntax
+@subsection Music function syntax
 
-Making a function that substitutes a variable into LilyPond
-code is easy.  The general form of these functions is
+The general syntax of a music function is:
 
 @example
-function =
-#(define-music-function (parser location @var{var1} @var{var2}...@var{vari}... )
-                        (@var{var1-type?} @var{var2-type?}...@var{vari-type?}...)
-  #@{
-    @emph{...music...}
-  #@})
+myFunction =
+#(define-music-function (parser location @var{var_1} @var{var_2}...@var{var_n})
+                        (@var{var_1-type?} @var{var_2-type?}...@var{var_n-type?})
+    @var{...valid music expression...})
 @end example
 
 @noindent
 where
 
 @multitable @columnfractions .33 .66
-@item @var{vari}         @tab @var{i}th variable
-@item @var{vari-type?}   @tab type of @var{i}th variable
-@item @var{...music...}  @tab normal LilyPond input, using
- variables as @code{#$var1}, etc.
+@item @var{var_i}         @tab @var{i}th variable
+@item @var{var_i-type?}   @tab type of @var{i}th variable
+@item @var{...valid music expression...}  @tab expression that returns
+valid music, generally in the form of a Scheme expression.  There is
+also special syntax that allows LilyPond input code in this music
+expression.
 @end multitable
 
-The following input types may be used as variables in a music
-function.  This list is not exhaustive; see other documentation
-specifically about Scheme for more variable types.
+The variable type checkers are scheme procedures that will return
+@code{#t} if a variable is of a given type.  Some common types
+are shown in the table below.  Other types can be found in the files
+@file{lily/music-scheme.cc} and @file{scm/c++.scm}.  The complete
+list of named type checkers for LilyPond is found in the
+@var{type-p-name-alist} of @file{scm/lily.scm}.
+
+@c TODO -- automatically document type-p-name-alist
 
 @multitable @columnfractions .33 .66
 @headitem Input type          @tab @var{vari-type?} notation
@@ -81,19 +86,42 @@ specifically about Scheme for more variable types.
 @item A pair of variables     @tab @code{pair?}
 @end multitable
 
-The @code{parser} and @code{location} arguments are mandatory,
-and are used in some advanced situations.  The @code{parser}
-argument is used to gain access to the value of another LilyPond
-variable.  The @code{location} argument
-is used to set the @q{origin} of the music expression that is built
-by the music function, so that in case of a syntax error LilyPond
+The @code{parser} and @code{location} arguments are mandatory.
+The @code{parser} argument is used in the body of the function
+to gain access to the value of another LilyPond variable.
+The @code{location} argument is used to set the @q{origin}
+of the music expression that is built by the music function,
+so that in case of a syntax error LilyPond
 can tell the user an appropriate place to look in the input file.
 
-
 @node Simple substitution functions
 @subsection Simple substitution functions
 
-Here is a simple example,
+A simple substitution function is a music function whose output music
+expression is written in LilyPond code, but with an input variable
+substituted into the LilyPond code.  The general form of these functions is
+
+@example
+myFunction =
+#(define-music-function (parser location @var{var1})
+                        (@var{var1-type?})
+  #@{
+    @emph{... LilyPond input code with} @code{#$var1} @emph{for substition ...}
+  #@})
+@end example
+
+Note that the special characters @code{#@{} and @code{#@}} surround the
+LilyPond music.
+
+@multitable @columnfractions .33 .66
+@item @var{vari}         @tab @var{i}th variable
+@item @var{vari-type?}   @tab type of @var{i}th variable
+@item @var{...music...}  @tab normal LilyPond input, using
+ variables as @code{#$var1}, etc.
+@end multitable
+
+For example, a function can be defined that simplifies
+setting the padding of a TextScript:
 
 @lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
 padText = #(define-music-function (parser location padding) (number?)
@@ -110,7 +138,8 @@ padText = #(define-music-function (parser location padding) (number?)
 }
 @end lilypond
 
-Music expressions may be substituted as well,
+In addition to numbers, we can use music expressions such
+as notes for arguments to music functions:
 
 @lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
 custosNote = #(define-music-function (parser location note)
@@ -123,36 +152,21 @@ custosNote = #(define-music-function (parser location note)
     \once \override Voice.Stem #'stencil = ##f
     $note
   #})
-
-{ c' d' e' f' \custosNote g' }
 @end lilypond
 
-Multiple variables may be used,
-
-@lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
-tempoPadded = #(define-music-function (parser location padding tempotext)
-  (number? string?)
-#{
-  \once \override Score.MetronomeMark #'padding = $padding
-  \tempo \markup { \bold $tempotext }
-#})
-
-\relative c'' {
-  \tempo \markup { "Low tempo" }
-  c4 d e f g1
-  \tempoPadded #4.0 #"High tempo"
-  g4 f e d c1
-}
-@end lilypond
+@node Intermediate substitution functions
+@subsection Intermediate substitution functions
 
+Slightly more complicated than simple substitution function,
+intermediate substitution functions involve a mix of Scheme code and
+LilyPond code in the music expression to be
+returned.
 
-@node Paired substitution functions
-@subsection Paired substitution functions
+Some @code{\override} commands require an argument consisting of
+a pair of numbers (called a @code{cons cell} in Scheme).
 
-Some @code{\override} commands require a pair of numbers
-(called a @code{cons cell} in Scheme).  To pass these numbers
-into a function, either use a @code{pair?} variable, or
-insert the @code{cons} into the music function.
+The pair can be directly passed into the music function,
+using a @code{pair?} variable:
 
 @quotation
 @example
@@ -163,14 +177,16 @@ manualBeam =
   \once \override Beam #'positions = #$beg-end
 #@})
 
-\relative @{
+\relative c' @{
   \manualBeam #'(3 . 6) c8 d e f
 @}
 @end example
 @end quotation
 
-@noindent
-or
+Alternatively, the numbers making up the pair can be
+passed as separate arguments, and the Scheme code
+used to create the pair can be included in the
+music expression:
 
 @lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
 manualBeam =
@@ -180,7 +196,7 @@ manualBeam =
   \once \override Beam #'positions = #(cons $beg $end)
 #})
 
-\relative {
+\relative c' {
   \manualBeam #3 #6 c8 d e f
 }
 @end lilypond
@@ -278,564 +294,9 @@ lilypond -d display-bar-numbers FILENAME.ly
 @end example
 
 
-@node Programmer interfaces
-@section Programmer interfaces
-
-This section contains information about mixing LilyPond
-and Scheme.
-
-@menu
-* Input variables and Scheme::
-* Internal music representation::
-@end menu
-
-
-@node Input variables and Scheme
-@subsection Input variables and Scheme
-
-The input format supports the notion of variables: in the following
-example, a music expression is assigned to a variable with the name
-@code{traLaLa}.
-
-@example
-traLaLa = @{ c'4 d'4 @}
-@end example
-
-@noindent
-
-There is also a form of scoping: in the following example, the
-@code{\layout} block also contains a @code{traLaLa} variable, which is
-independent of the outer @code{\traLaLa}.
-@example
-traLaLa = @{ c'4 d'4 @}
-\layout @{ traLaLa = 1.0 @}
-@end example
-@c
-In effect, each input file is a scope, and all @code{\header},
-@code{\midi}, and @code{\layout} blocks are scopes nested inside that
-toplevel scope.
-
-Both variables and scoping are implemented in the GUILE module system.
-An anonymous Scheme module is attached to each scope.  An assignment of
-the form
-@example
-traLaLa = @{ c'4 d'4 @}
-@end example
-
-@noindent
-is internally converted to a Scheme definition
-@example
-(define traLaLa @var{Scheme value of `@code{... }'})
-@end example
-
-This means that input variables and Scheme variables may be freely
-mixed.  In the following example, a music fragment is stored in the
-variable @code{traLaLa}, and duplicated using Scheme.  The result is
-imported in a @code{\score} block by means of a second variable
-@code{twice}:
-
-@lilypond[verbatim]
-traLaLa = { c'4 d'4 }
-
-%% dummy action to deal with parser lookahead
-#(display "this needs to be here, sorry!")
-
-#(define newLa (map ly:music-deep-copy
-  (list traLaLa traLaLa)))
-#(define twice
-  (make-sequential-music newLa))
-
-{ \twice }
-@end lilypond
-
-@c Due to parser lookahead
-
-In this example, the assignment happens after the parser has
-verified that nothing interesting happens after
-@code{traLaLa = @{ ... @}}.  Without the dummy statement in the
-above example, the @code{newLa} definition is executed before
-@code{traLaLa} is defined, leading to a syntax error.
-
-The above example shows how to @q{export} music expressions from the
-input to the Scheme interpreter.  The opposite is also possible.  By
-wrapping a Scheme value in the function @code{ly:export}, a Scheme
-value is interpreted as if it were entered in LilyPond syntax.
-Instead of defining @code{\twice}, the example above could also have
-been written as
-
-@example
-...
-@{ #(ly:export (make-sequential-music (list newLa))) @}
-@end example
-
-Scheme code is evaluated as soon as the parser encounters it.  To
-define some Scheme code in a macro (to be called later), use
-@ref{Void functions}, or
-
-@example
-#(define (nopc)
-  (ly:set-option 'point-and-click #f))
-
-...
-#(nopc)
-@{ c'4 @}
-@end example
-
-
-@knownissues
-
-Mixing Scheme and LilyPond variables is not possible with the
-@code{--safe} option.
-
-
-@node Internal music representation
-@subsection Internal music representation
-
-When a music expression is parsed, it is converted into a set of
-Scheme music objects.  The defining property of a music object is that
-it takes up time.  Time is a rational number that measures the length
-of a piece of music in whole notes.
-
-A music object has three kinds of types:
-@itemize
-@item
-music name: Each music expression has a name.  For example, a note
-leads to a @rinternals{NoteEvent}, and @code{\simultaneous} leads to
-a @rinternals{SimultaneousMusic}.  A list of all expressions
-available is in the Internals Reference manual, under
-@rinternals{Music expressions}.
-
-@item
-@q{type} or interface: Each music name has several @q{types} or
-interfaces, for example, a note is an @code{event}, but it is also a
-@code{note-event}, a @code{rhythmic-event}, and a
-@code{melodic-event}.  All classes of music are listed in the
-Internals Reference, under
-@rinternals{Music classes}.
-
-@item
-C++ object: Each music object is represented by an object of the C++
-class @code{Music}.
-@end itemize
-
-The actual information of a music expression is stored in properties.
-For example, a @rinternals{NoteEvent} has @code{pitch} and
-@code{duration} properties that store the pitch and duration of that
-note.  A list of all properties available can be found in the
-Internals Reference, under @rinternals{Music properties}.
-
-A compound music expression is a music object that contains other
-music objects in its properties.  A list of objects can be stored in
-the @code{elements} property of a music object, or a single @q{child}
-music object in the @code{element} property.  For example,
-@rinternals{SequentialMusic} has its children in @code{elements},
-and @rinternals{GraceMusic} has its single argument in
-@code{element}.  The body of a repeat is stored in the @code{element}
-property of @rinternals{RepeatedMusic}, and the alternatives in
-@code{elements}.
-
-
-
-@node Building complicated functions
-@section Building complicated functions
-
-This section explains how to gather the information necessary
-to create complicated music functions.
-
-@menu
-* Displaying music expressions::
-* Music properties::
-* Doubling a note with slurs (example)::
-* Adding articulation to notes (example)::
-@end menu
-
-
-@node Displaying music expressions
-@subsection Displaying music expressions
-
-@cindex internal storage
-@cindex displaying music expressions
-@cindex internal representation, displaying
-@cindex displayMusic
-@funindex \displayMusic
-
-When writing a music function it is often instructive to inspect how
-a music expression is stored internally.  This can be done with the
-music function @code{\displayMusic}
-
-@example
-@{
-  \displayMusic @{ c'4\f @}
-@}
-@end example
-
-@noindent
-will display
-
-@example
-(make-music
-  'SequentialMusic
-  'elements
-  (list (make-music
-          'EventChord
-          'elements
-          (list (make-music
-                  'NoteEvent
-                  'duration
-                  (ly:make-duration 2 0 1 1)
-                  'pitch
-                  (ly:make-pitch 0 0 0))
-                (make-music
-                  'AbsoluteDynamicEvent
-                  'text
-                  "f")))))
-@end example
-
-By default, LilyPond will print these messages to the console along
-with all the other messages.  To split up these messages and save
-the results of @code{\display@{STUFF@}}, redirect the output to
-a file.
-
-@example
-lilypond file.ly >display.txt
-@end example
-
-With a bit of reformatting, the above information is
-easier to read,
-
-@example
-(make-music 'SequentialMusic
-  'elements (list (make-music 'EventChord
-                    'elements (list (make-music 'NoteEvent
-                                      'duration (ly:make-duration 2 0 1 1)
-                                      'pitch (ly:make-pitch 0 0 0))
-                                    (make-music 'AbsoluteDynamicEvent
-                                      'text "f")))))
-@end example
-
-A @code{@{ ... @}} music sequence has the name @code{SequentialMusic},
-and its inner expressions are stored as a list in its @code{'elements}
-property.  A note is represented as an @code{EventChord} expression,
-containing a @code{NoteEvent} object (storing the duration and
-pitch properties) and any extra information (in this case, an
-@code{AbsoluteDynamicEvent} with a @code{"f"} text property.
-
-
-@node Music properties
-@subsection Music properties
-
-The @code{NoteEvent} object is the first object of the
-@code{'elements} property of @code{someNote}.
-
-@example
-someNote = c'
-\displayMusic \someNote
-===>
-(make-music
-  'EventChord
-  'elements
-  (list (make-music
-          'NoteEvent
-          'duration
-          (ly:make-duration 2 0 1 1)
-          'pitch
-          (ly:make-pitch 0 0 0))))
-@end example
-
-The @code{display-scheme-music} function is the function used by
-@code{\displayMusic} to display the Scheme representation of a music
-expression.
-
-@example
-#(display-scheme-music (first (ly:music-property someNote 'elements)))
-===>
-(make-music
-  'NoteEvent
-  'duration
-  (ly:make-duration 2 0 1 1)
-  'pitch
-  (ly:make-pitch 0 0 0))
-@end example
-
-Then the note pitch is accessed through the @code{'pitch} property
-of the @code{NoteEvent} object,
-
-@example
-#(display-scheme-music
-   (ly:music-property (first (ly:music-property someNote 'elements))
-                      'pitch))
-===>
-(ly:make-pitch 0 0 0)
-@end example
-
-The note pitch can be changed by setting this @code{'pitch} property,
-
-@funindex \displayLilyMusic
-
-@example
-#(set! (ly:music-property (first (ly:music-property someNote 'elements))
-                          'pitch)
-       (ly:make-pitch 0 1 0)) ;; set the pitch to d'.
-\displayLilyMusic \someNote
-===>
-d'
-@end example
-
-
-@node Doubling a note with slurs (example)
-@subsection Doubling a note with slurs (example)
-
-Suppose we want to create a function that translates input like
-@code{a} into @code{a( a)}.  We begin by examining the internal
-representation of the desired result.
-
-@example
-\displayMusic@{ a'( a') @}
-===>
-(make-music
-  'SequentialMusic
-  'elements
-  (list (make-music
-          'EventChord
-          'elements
-          (list (make-music
-                  'NoteEvent
-                  'duration
-                  (ly:make-duration 2 0 1 1)
-                  'pitch
-                  (ly:make-pitch 0 5 0))
-                (make-music
-                  'SlurEvent
-                  'span-direction
-                  -1)))
-        (make-music
-          'EventChord
-          'elements
-          (list (make-music
-                  'NoteEvent
-                  'duration
-                  (ly:make-duration 2 0 1 1)
-                  'pitch
-                  (ly:make-pitch 0 5 0))
-                (make-music
-                  'SlurEvent
-                  'span-direction
-                  1)))))
-@end example
-
-The bad news is that the @code{SlurEvent} expressions
-must be added @q{inside} the note (or more precisely,
-inside the @code{EventChord} expression).
-
-Now we examine the input,
-
-@example
-(make-music
-  'SequentialMusic
-  'elements
-  (list (make-music
-          'EventChord
-          'elements
-          (list (make-music
-                  'NoteEvent
-                  'duration
-                  (ly:make-duration 2 0 1 1)
-                  'pitch
-                  (ly:make-pitch 0 5 0))))))
-@end example
-
-So in our function, we need to clone this expression (so that we
-have two notes to build the sequence), add @code{SlurEvents} to the
-@code{'elements} property of each one, and finally make a
-@code{SequentialMusic} with the two @code{EventChords}.
-
-@example
-doubleSlur = #(define-music-function (parser location note) (ly:music?)
-         "Return: @{ note ( note ) @}.
-         `note' is supposed to be an EventChord."
-         (let ((note2 (ly:music-deep-copy note)))
-           (set! (ly:music-property note 'elements)
-                 (cons (make-music 'SlurEvent 'span-direction -1)
-                       (ly:music-property note 'elements)))
-           (set! (ly:music-property note2 'elements)
-                 (cons (make-music 'SlurEvent 'span-direction 1)
-                       (ly:music-property note2 'elements)))
-           (make-music 'SequentialMusic 'elements (list note note2))))
-@end example
-
 
-@node Adding articulation to notes (example)
-@subsection Adding articulation to notes (example)
-
-The easy way to add articulation to notes is to merge two music
-expressions into one context, as explained in
-@ruser{Creating contexts}.  However, suppose that we want to write
-a music function that does this.
-
-A @code{$variable} inside the @code{#@{...#@}} notation is like
-a regular @code{\variable} in classical LilyPond notation.  We
-know that
-
-@example
-@{ \music -. -> @}
-@end example
-
-@noindent
-will not work in LilyPond.  We could avoid this problem by attaching
-the articulation to a fake note,
-
-@example
-@{ << \music s1*0-.-> @}
-@end example
-
-@noindent
-but for the sake of this example, we will learn how to do this in
-Scheme.  We begin by examining our input and desired output,
-
-@example
-%  input
-\displayMusic c4
-===>
-(make-music
-  'EventChord
-  'elements
-  (list (make-music
-          'NoteEvent
-          'duration
-          (ly:make-duration 2 0 1 1)
-          'pitch
-          (ly:make-pitch -1 0 0))))
-=====
-%  desired output
-\displayMusic c4->
-===>
-(make-music
-  'EventChord
-  'elements
-  (list (make-music
-          'NoteEvent
-          'duration
-          (ly:make-duration 2 0 1 1)
-          'pitch
-          (ly:make-pitch -1 0 0))
-        (make-music
-          'ArticulationEvent
-          'articulation-type
-          "marcato")))
-@end example
-
-We see that a note (@code{c4}) is represented as an @code{EventChord}
-expression, with a @code{NoteEvent} expression in its elements list.  To
-add a marcato articulation, an @code{ArticulationEvent} expression must
-be added to the elements property of the @code{EventChord}
-expression.
-
-To build this function, we begin with
-
-@example
-(define (add-marcato event-chord)
-  "Add a marcato ArticulationEvent to the elements of `event-chord',
-  which is supposed to be an EventChord expression."
-  (let ((result-event-chord (ly:music-deep-copy event-chord)))
-    (set! (ly:music-property result-event-chord 'elements)
-          (cons (make-music 'ArticulationEvent
-                  'articulation-type "marcato")
-                (ly:music-property result-event-chord 'elements)))
-    result-event-chord))
-@end example
-
-The first line is the way to define a function in Scheme: the function
-name is @code{add-marcato}, and has one variable called
-@code{event-chord}.  In Scheme, the type of variable is often clear
-from its name.  (this is good practice in other programming languages,
-too!)
-
-@example
-"Add a marcato..."
-@end example
-
-@noindent
-is a description of what the function does.  This is not strictly
-necessary, but just like clear variable names, it is good practice.
-
-@example
-(let ((result-event-chord (ly:music-deep-copy event-chord)))
-@end example
-
-@code{let} is used to declare local variables.  Here we use one local
-variable, named @code{result-event-chord}, to which we give the value
-@code{(ly:music-deep-copy event-chord)}.  @code{ly:music-deep-copy} is
-a function specific to LilyPond, like all functions prefixed by
-@code{ly:}.  It is use to make a copy of a music
-expression.  Here we copy @code{event-chord} (the parameter of the
-function).  Recall that our purpose is to add a marcato to an
-@code{EventChord} expression.  It is better to not modify the
-@code{EventChord} which was given as an argument, because it may be
-used elsewhere.
-
-Now we have a @code{result-event-chord}, which is a
-@code{NoteEventChord} expression and is a copy of
-@code{event-chord}.  We add the marcato to its @code{'elements}
-list property.
-
-@example
-(set! place new-value)
-@end example
-
-Here, what we want to set (the @q{place}) is the @code{'elements}
-property of @code{result-event-chord} expression.
-
-@example
-(ly:music-property result-event-chord 'elements)
-@end example
-
-@code{ly:music-property} is the function used to access music properties
-(the @code{'elements}, @code{'duration}, @code{'pitch}, etc, that we
-see in the @code{\displayMusic} output above).  The new value is the
-former @code{'elements} property, with an extra item: the
-@code{ArticulationEvent} expression, which we copy from the
-@code{\displayMusic} output,
-
-@example
-(cons (make-music 'ArticulationEvent
-        'articulation-type "marcato")
-      (ly:music-property result-event-chord 'elements))
-@end example
-
-@code{cons} is used to add an element to a list without modifying
-the original list.  This is what we want: the same list as before,
-plus the new @code{ArticulationEvent} expression.  The order
-inside the @code{'elements} property is not important here.
-
-Finally, once we have added the marcato articulation to its @code{elements}
-property, we can return @code{result-event-chord}, hence the last line of
-the function.
-
-Now we transform the @code{add-marcato} function into a music
-function,
-
-@example
-addMarcato = #(define-music-function (parser location event-chord)
-                                     (ly:music?)
-    "Add a marcato ArticulationEvent to the elements of `event-chord',
-    which is supposed to be an EventChord expression."
-    (let ((result-event-chord (ly:music-deep-copy event-chord)))
-      (set! (ly:music-property result-event-chord 'elements)
-            (cons (make-music 'ArticulationEvent
-                    'articulation-type "marcato")
-                  (ly:music-property result-event-chord 'elements)))
-      result-event-chord))
-@end example
-
-We may verify that this music function works correctly,
-
-@example
-\displayMusic \addMarcato c4
-@end example
-
-
-@node Markup programmer interface
-@section Markup programmer interface
+@node Markup functions
+@section Markup functions
 
 Markups are implemented as special Scheme functions which produce a
 @code{Stencil} object given a number of arguments.
@@ -950,213 +411,316 @@ of this section, and in @file{scm/@/define@/-markup@/-commands@/.scm}.
 @node New markup command definition
 @subsection New markup command definition
 
-New markup commands can be defined
-with the @code{define-markup-command} Scheme macro.
+This section discusses the definition of new markup commands.
+
+@menu
+* Markup command definition syntax::
+* On properties::
+* A complete example::
+* Adapting builtin commands::
+@end menu
+
+@node Markup command definition syntax
+@unnumberedsubsubsec Markup command definition syntax
+
+New markup commands can be defined using the
+@code{define-markup-command} Scheme macro, at top-level.
 
 @lisp
 (define-markup-command (@var{command-name} @var{layout} @var{props} @var{arg1} @var{arg2} ...)
-            (@var{arg1-type?} @var{arg2-type?} ...)
+    (@var{arg1-type?} @var{arg2-type?} ...)
+    [ #:properties ((@var{property1} @var{default-value1})
+                    ...) ]
   ..command body..)
 @end lisp
 
 The arguments are
 
 @table @var
+@item command-name
+the markup command name
+@item layout
+the @q{layout} definition.
+@item props
+a list of associative lists, containing all active properties.
 @item argi
 @var{i}th command argument
 @item argi-type?
 a type predicate for the i@var{th} argument
-@item layout
-the @q{layout} definition
-@item props
-a list of alists, containing all active properties.
 @end table
 
-As a simple example, we show how to add a @code{\smallcaps} command,
-which selects a small caps font.  Normally we could select the
-small caps font,
+If the command uses properties from the @var{props} arguments, the
+@code{#:properties} keyword can be used, to specify which properties are
+used, and their default values.
 
-@example
-\markup @{ \override #'(font-shape . caps) Text-in-caps @}
-@end example
+@knownissues
+There are restrictions on the possible arguments to a markup command.
 
-@noindent
-This selects the caps font by setting the @code{font-shape} property to
-@code{#'caps} for interpreting @code{Text-in-caps}.
+Arguments are distingued according to their type:
+@itemize
+@item a markup, corresponding to type predicate @code{markup?};
+@item a list of markup, corresponding to type predicate
+@code{markup-list?};
+@item any other scheme object, corresponding to type predicates such as
+@code{list?}, @code{number?}, @code{boolean?}, etc.
+@end itemize
 
-To make the above available as @code{\smallcaps} command, we must
-define a function using @code{define-markup-command}.  The command should
-take a single argument of type @code{markup}.  Therefore the start of the
-definition should read
+The available combinations of arguments (after the standard @var{layout}
+and @var{props} arguments) to a markup command defined with
+@code{define-markup-command} are limited as follows.
 
-@example
-(define-markup-command (smallcaps layout props argument) (markup?)
-@end example
+@table @asis
+@item (no argument)
+@itemx @var{markup-list}
+@itemx @var{markup}
+@itemx @var{markup markup}
+@itemx @var{scheme}
+@itemx @var{scheme markup}
+@itemx @var{scheme scheme}
+@itemx @var{scheme scheme markup}
+@itemx @var{scheme scheme markup markup}
+@itemx @var{scheme markup markup}
+@itemx @var{scheme scheme scheme}
+@end table
 
 @noindent
-
-What follows is the content of the command: we should interpret
-the @code{argument} as a markup, i.e.,
+This means that it is not possible to define with e.g. three scheme
+arguments and a markup arguments, like:
 
 @example
-(interpret-markup layout @dots{} argument)
+#(define-markup-command (foo layout props
+                         num1    num2    a-list a-markup)
+                        (number? number? list?  markup?)
+  ...)
 @end example
 
 @noindent
-This interpretation should add @code{'(font-shape . caps)} to the active
-properties, so we substitute the following for the @dots{} in the
-above example:
+If you apply it as, say,
 
 @example
-(cons (list '(font-shape . caps) ) props)
+\markup \foo #1 #2 #'(bar baz) Blah
 @end example
 
+@cindex Scheme signature
+@cindex signature, Scheme
 @noindent
-The variable @code{props} is a list of alists, and we prepend to it by
-cons'ing a list with the extra setting.
+@command{lilypond} complains that it cannot parse @code{foo} due to its
+unknown Scheme signature.
 
+@node On properties
+@unnumberedsubsubsec On properties
 
-Suppose that we are typesetting a recitative in an opera and
-we would like to define a command that will show character names in a
-custom manner.  Names should be printed with small caps and moved a
-bit up and to the left.  We will define a @code{\character} command
-which takes into account the necessary translation and uses the newly
-defined @code{\smallcaps} command:
+The @code{layout} and @code{props} arguments of markup commands bring a
+context for the markup interpretation: font size, line width, etc.
+
+The @code{layout} argument allows access to properties defined in
+@code{paper} blocks, using the @code{ly:output-def-lookup} function.
+For instance, the line width (the same as the one used in scores) is
+read using:
 
 @example
-#(define-markup-command (character layout props name) (string?)
-  "Print the character name in small caps, translated to the left and
-  top.  Syntax: \\character #\"name\""
-  (interpret-markup layout props
-   (markup #:hspace 0 #:translate (cons -3 1) #:smallcaps name)))
+(ly:output-def-lookup layout 'line-width)
 @end example
 
-There is one complication that needs explanation: texts above and below
-the staff are moved vertically to be at a certain distance (the
-@code{padding} property) from the staff and the notes.  To make sure
-that this mechanism does not annihilate the vertical effect of our
-@code{#:translate}, we add an empty string (@code{#:hspace 0}) before the
-translated text.  Now the @code{#:hspace 0} will be put above the notes,
-and the
-@code{name} is moved in relation to that empty string.  The net effect is
-that the text is moved to the upper left.
+The @code{props} argument makes some properties accessible to markup
+commands.  For instance, when a book title markup is interpreted, all
+the variables defined in the @code{\header} block are automatically
+added to @code{props}, so that the book title markup can access the book
+title, composer, etc.  It is also a way to configure the behaviour of a
+markup command: for example, when a command uses font size during
+processing, the font size is read from @code{props} rather than having a
+@code{font-size} argument.  The caller of a markup command may change
+the value of the font size property in order to change the behaviour.
+Use the @code{#:properties} keyword of @code{define-markup-command} to
+specify which properties shall be read from the @code{props} arguments.
 
-The final result is as follows:
+The example in next section illustrates how to access and override
+properties in a markup command.
+
+@node A complete example
+@unnumberedsubsubsec A complete example
+
+The following example defines a markup command to draw a double box
+around a piece of text.
+
+Firstly, we need to build an approximative result using markups.
+Consulting the @ruser{Text markup commands} shows us the @code{\box}
+command is useful:
+
+@lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
+\markup \box \box HELLO
+@end lilypond
+
+Now, we consider that more padding between the text and the boxes is
+preferable.  According to the @code{\box} documentation, this command
+uses a @code{box-padding} property, which defaults to 0.2.  The
+documentation also mentions how to override it:
+
+@lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
+\markup \box \override #'(box-padding . 0.6) \box A
+@end lilypond
+
+Then, the padding between the two boxes is considered too small, so we
+override it too:
+
+@lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
+\markup \override #'(box-padding . 0.4) \box \override #'(box-padding . 0.6) \box A
+@end lilypond
+
+Repeating this lengthy markup would be painful.  This is where a markup
+command is needed.  Thus, we write a @code{double-box} markup command,
+taking one argument (the text).  This draws the two boxes, with some
+padding.
+
+@lisp
+#(define-markup-command (double-box layout props text) (markup?)
+  "Draw a double box around text."
+  (interpret-markup layout props
+    (markup #:override '(box-padding . 0.4) #:box
+            #:override '(box-padding . 0.6) #:box text)))
+@end lisp
+
+@code{text} is the name of the command argument, and @code{markup?} its
+type: it identifies it as a markup.  The @code{interpret-markup}
+function is used in most of markup commands: it builds a stencil, using
+@code{layout}, @code{props}, and a markup.  Here, this markup is built
+using the @code{markup} scheme macro, see @ref{Markup construction in Scheme}.
+The transformation from @code{\markup} expression to scheme
+markup expression is straight-forward.
+
+The new command can be used as follow:
 
 @example
-@{
-  c''^\markup \character #"Cleopatra"
-  e'^\markup \character #"Giulio Cesare"
-@}
+\markup \double-box A
 @end example
 
-@lilypond[quote,ragged-right]
-#(define-markup-command (smallcaps layout props str) (string?)
-  "Print the string argument in small caps.  Syntax: \\smallcaps #\"string\""
-  (interpret-markup layout props
-   (make-line-markup
-    (map (lambda (s)
-          (if (= (string-length s) 0)
-              s
-              (markup #:large (string-upcase (substring s 0 1))
-                      #:translate (cons -0.6 0)
-                      #:tiny (string-upcase (substring s 1)))))
-         (string-split str #\Space)))))
-
-#(define-markup-command (character layout props name) (string?)
-  "Print the character name in small caps, translated to the left and
-  top.  Syntax: \\character #\"name\""
+It would be nice to make the @code{double-box} command customizable:
+here, the @code{box-padding} values are hard coded, and cannot be
+changed by the user.  Also, it would be better to distinguish the
+padding between the two boxes, from the padding between the inner box
+and the text. So we will introduce a new property,
+@code{inter-box-padding}, for the padding between the two boxes. The
+@code{box-padding} will be used for the inner padding.  The new code is
+now as follows:
+
+@lisp
+#(define-markup-command (double-box layout props text) (markup?)
+  #:properties ((inter-box-padding 0.4)
+                (box-padding 0.6))
+  "Draw a double box around text."
   (interpret-markup layout props
-   (markup #:hspace 0 #:translate (cons -3 1) #:smallcaps name)))
+    (markup #:override `(box-padding . ,inter-box-padding) #:box
+            #:override `(box-padding . ,box-padding) #:box text)))
+@end lisp
 
-{
-  c''^\markup \character #"Cleopatra" c'' c'' c''
-  e'^\markup \character #"Giulio Cesare" e' e' e'
-}
-@end lilypond
+Here, the @code{#:properties} keyword is used so that the
+@code{inter-box-padding} and @code{box-padding} properties are read from
+the @code{props} argument, and default values are given to them if the
+properties are not defined.
 
-We have used the @code{caps} font shape, but suppose that our font
-does not have a small-caps variant.  In that case we have to fake
-the small caps font by setting a string in uppercase with the
-first letter a little larger:
+Then, these values are used to override the @code{box-padding}
+properties used by the two @code{\box} commands.  Note the backquote and
+the comma in the @code{\override} argument: they allow you to introduce
+a variable value into a literal expression.
 
-@example
-#(define-markup-command (smallcaps layout props str) (string?)
-  "Print the string argument in small caps."
+Now, the command can be used in a markup, and the boxes padding be
+customized:
+
+@lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
+#(define-markup-command (double-box layout props text) (markup?)
+  #:properties ((inter-box-padding 0.4)
+                (box-padding 0.6))
+  "Draw a double box around text."
   (interpret-markup layout props
-   (make-line-markup
-    (map (lambda (s)
-          (if (= (string-length s) 0)
-              s
-              (markup #:large (string-upcase (substring s 0 1))
-                      #:translate (cons -0.6 0)
-                      #:tiny (string-upcase (substring s 1)))))
-         (string-split str #\Space)))))
-@end example
+    (markup #:override `(box-padding . ,inter-box-padding) #:box
+            #:override `(box-padding . ,box-padding) #:box text)))
 
-The @code{smallcaps} command first splits its string argument into
-tokens separated by spaces (@code{(string-split str #\Space)}); for
-each token, a markup is built with the first letter made large and
-upcased (@code{#:large (string-upcase (substring s 0 1))}), and a
-second markup built with the following letters made tiny and upcased
-(@code{#:tiny (string-upcase (substring s 1))}).  As LilyPond
-introduces a space between markups on a line, the second markup is
-translated to the left (@code{#:translate (cons -0.6 0) ...}).  Then,
-the markups built for each token are put in a line by
-@code{(make-line-markup ...)}.  Finally, the resulting markup is passed
-to the @code{interpret-markup} function, with the @code{layout} and
-@code{props} arguments.
-
-Note: there is now an internal command @code{\smallCaps} which can
-be used to set text in small caps.  See
-@ruser{Text markup commands}, for details.
+\markup \double-box A
+\markup \override #'(inter-box-padding . 0.8) \double-box A
+\markup \override #'(box-padding . 1.0) \double-box A
+@end lilypond
 
-@knownissues
+@node Adapting builtin commands
+@unnumberedsubsubsec Adapting builtin commands
 
-Currently, the available combinations of arguments (after the standard
-@var{layout} and @var{props} arguments) to a markup command defined with
-@code{define-markup-command} are limited as follows.
+A good way to start writing a new markup command, is to take example on
+a builtin one.  Most of the markup commands provided with LilyPond can be
+found in file @file{scm/@/define@/-markup@/-commands@/.scm}.
 
-@table @asis
-@item (no argument)
-@itemx @var{list}
-@itemx @var{markup}
-@itemx @var{markup markup}
-@itemx @var{scm}
-@itemx @var{scm markup}
-@itemx @var{scm scm}
-@itemx @var{scm scm markup}
-@itemx @var{scm scm markup markup}
-@itemx @var{scm markup markup}
-@itemx @var{scm scm scm}
-@end table
+For instance, we would like to adapt the @code{\draw-line} command, to
+draw a double line instead.  The @code{\draw-line} command is defined as
+follow (documentation stripped):
 
-@noindent
-In the above table, @var{scm} represents native Scheme data types like
-@q{number} or @q{string}.
+@lisp
+(define-markup-command (draw-line layout props dest)
+  (number-pair?)
+  #:category graphic
+  #:properties ((thickness 1))
+  "..documentation.."
+  (let ((th (* (ly:output-def-lookup layout 'line-thickness)
+               thickness))
+        (x (car dest))
+        (y (cdr dest)))
+    (make-line-stencil th 0 0 x y)))
+@end lisp
 
-As an example, it is not possible to use a markup command @code{foo} with
-four arguments defined as
+To define a new command based on an existing one, copy the definition,
+and change the command name.  The @code{#:category} keyword can be
+safely removed, as it is only used for generating LilyPond
+documentation, and is of no use for user-defined markup commands.
 
-@example
-#(define-markup-command (foo layout props
-                         num1    str1    num2    str2)
-                        (number? string? number? string?)
-  ...)
-@end example
+@lisp
+(define-markup-command (draw-double-line layout props dest)
+  (number-pair?)
+  #:properties ((thickness 1))
+  "..documentation.."
+  (let ((th (* (ly:output-def-lookup layout 'line-thickness)
+               thickness))
+        (x (car dest))
+        (y (cdr dest)))
+    (make-line-stencil th 0 0 x y)))
+@end lisp
 
-@noindent
-If you apply it as, say,
+Then, a property for setting the gap between two lines is added, called
+@code{line-gap}, defaulting e.g. to 0.6:
 
-@example
-\markup \foo #1 #"bar" #2 #"baz"
-@end example
+@lisp
+(define-markup-command (draw-double-line layout props dest)
+  (number-pair?)
+  #:properties ((thickness 1)
+                (line-gap 0.6))
+  "..documentation.."
+  ...
+@end lisp
 
-@cindex Scheme signature
-@cindex signature, Scheme
-@noindent
-@command{lilypond} complains that it cannot parse @code{foo} due to its
-unknown Scheme signature.
+Finally, the code for drawing two lines is added.  Two calls to
+@code{make-line-stencil} are used to draw the lines, and the resulting
+stencils are combined using @code{ly:stencil-add}:
+
+@lilypond[quote,verbatim,ragged-right]
+#(define-markup-command (my-draw-line layout props dest)
+  (number-pair?)
+  #:properties ((thickness 1)
+                (line-gap 0.6))
+  "..documentation.."
+  (let* ((th (* (ly:output-def-lookup layout 'line-thickness)
+                thickness))
+         (dx (car dest))
+         (dy (cdr dest))
+         (w (/ line-gap 2.0))
+         (x (cond ((= dx 0) w)
+                  ((= dy 0) 0)
+                  (else (/ w (sqrt (+ 1 (* (/ dx dy) (/ dx dy))))))))
+         (y (* (if (< (* dx dy) 0) 1 -1)
+               (cond ((= dy 0) w)
+                     ((= dx 0) 0)
+                     (else (/ w (sqrt (+ 1 (* (/ dy dx) (/ dy dx))))))))))
+     (ly:stencil-add (make-line-stencil th x y (+ dx x) (+ dy y))
+                     (make-line-stencil th (- x) (- y) (- dx x) (- dy y)))))
+
+\markup \my-draw-line #'(4 . 3)
+\markup \override #'(line-gap . 1.2) \my-draw-line #'(4 . 3)
+@end lilypond
 
 
 @node New markup list command definition
@@ -1172,10 +736,10 @@ defined, which returns a list of justified lines, the first one being
 indented.  The indent width is taken from the @code{props} argument.
 @example
 #(define-markup-list-command (paragraph layout props args) (markup-list?)
-   (let ((indent (chain-assoc-get 'par-indent props 2)))
-     (interpret-markup-list layout props
-       (make-justified-lines-markup-list (cons (make-hspace-markup indent)
-                                               args)))))
+   #:properties ((par-indent 2))
+   (interpret-markup-list layout props
+     (make-justified-lines-markup-list (cons (make-hspace-markup par-indent)
+                                             args))))
 @end example
 
 Besides the usual @code{layout} and @code{props} arguments, the
@@ -1185,7 +749,7 @@ Besides the usual @code{layout} and @code{props} arguments, the
 First, the function gets the indent width, a property here named
 @code{par-indent}, from the property list @code{props}.  If the
 property is not found, the default value is @code{2}.  Then, a
-list of justified lines is made using the 
+list of justified lines is made using the
 @code{make-justified-lines-markup-list} function, which is related
 to the @code{\justified-lines} built-in markup list command.  A
 horizontal space is added at the beginning using the
@@ -1286,14 +850,14 @@ note-heads on the center-line:
             (eq? (ly:grob-property grob 'staff-position) 0))
        (set! (ly:grob-property grob 'transparent) #t)))
 
-\relative {
+\relative c' {
   e4 g8 \applyOutput #'Voice #blanker b d2
 }
 @end lilypond
 
 
-@node Scheme procedures as properties
-@section Scheme procedures as properties
+@node Callback functions
+@section Callback functions
 
 Properties (like @code{thickness}, @code{direction}, etc.) can be
 set at fixed values with @code{\override}, e.g.
@@ -1335,7 +899,7 @@ can be inserted with a grob closure.  Here is a setting from
 @code{AccidentalSuggestion},
 
 @example
-(X-offset .
+`(X-offset .
   ,(ly:make-simple-closure
     `(,+
         ,(ly:make-simple-closure
@@ -1362,9 +926,16 @@ The inner @code{ly:make-simple-closure} supplies the grob as argument
 to @var{proc}, the outer ensures that result of the function is
 returned, rather than the @code{simple-closure} object.
 
+From within a callback, the easiest method for evaluating a markup is
+to use grob-interpret-markup.  For example:
 
-@node Using Scheme code instead of \tweak
-@section Using Scheme code instead of @code{\tweak}
+@example
+my-callback = #(lambda (grob)
+                 (grob-interpret-markup grob (markup "foo")))
+@end example
+
+@node Inline Scheme code
+@section Inline Scheme code
 
 The main disadvantage of @code{\tweak} is its syntactical
 inflexibility.  For example, the following produces a syntax error.
@@ -1424,7 +995,7 @@ spanner objects, such as slurs and ties.  Usually, only one
 spanner object is created at a time, and it can be adjusted with
 the normal mechanism.  However, occasionally a spanner crosses a
 line break.  When this happens, the object is cloned.  A separate
-object is created for every system in which the spanner appears.  
+object is created for every system in which the spanner appears.
 The new objects are clones of the original object and inherit all
 properties, including @code{\override}s.
 
@@ -1500,7 +1071,11 @@ expected within @code{\context} blocks.
 
 @end itemize
 
+@node LilyPond Scheme interfaces
+@chapter LilyPond Scheme interfaces
 
+This chapter covers the various tools provided by LilyPond to help
+Scheme programmers get information into and out of the music streams.
 
-
+TODO -- figure out what goes in here and how to organize it