]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/spacing-spanner.cc
CG: note that CPU threads affect cell count in regtests (issue 3257)
[lilypond.git] / lily / spacing-spanner.cc
index 497f4c934b65318635b9e4ae9f7fd4e3ca23d753..022c6a121949543fa05c7fd4b4fba680aa8b1fea 100644 (file)
-/*   
-  spacing-spanner.cc --  implement Spacing_spanner
-  
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
-  
-  (c) 1999--2001 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
-  
- */
+/*
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
+
+  Copyright (C) 1999--2012 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
 
 #include "spacing-spanner.hh"
+
+#include <math.h>
+#include <cstdio>
+
+#include "spacing-options.hh"
+#include "international.hh"
+#include "main.hh"
+#include "moment.hh"
+#include "note-spacing.hh"
+#include "output-def.hh"
 #include "paper-column.hh"
-#include "dimensions.hh"
-#include "paper-def.hh"
-#include "warn.hh"
 #include "paper-score.hh"
-#include "line-of-score.hh"
-#include "misc.hh"
+#include "pointer-group-interface.hh"
+#include "separation-item.hh"
+#include "skyline-pair.hh"
+#include "spaceable-grob.hh"
+#include "spacing-interface.hh"
+#include "staff-spacing.hh"
+#include "system.hh"
+#include "warn.hh"
 
-void
-Spacing_spanner::set_interface (Grob*me)
+vector<Grob *>
+Spacing_spanner::get_columns (Grob *me_grob)
 {
-  me->set_extent_callback (SCM_EOL, X_AXIS);
-  me->set_extent_callback (SCM_EOL, Y_AXIS) ; 
+  Spanner *me = dynamic_cast<Spanner *> (me_grob);
+  vector<Grob *> all (get_root_system (me)->used_columns ());
+  vsize start = binary_search (all, (Grob *)me->get_bound (LEFT),
+                               &Paper_column::less_than);
+  vsize end = binary_search (all, (Grob *) me->get_bound (RIGHT),
+                             &Paper_column::less_than);
+
+  all = vector<Grob *> (all.begin () + start,
+                        all.begin () + end + 1);
+  return all;
 }
 
-#if 0  
-struct Note_run
-{
-  Array<int> idxes;
-  int start, end;
-  Moment duration;
-  int count;
-};
-
-int
-column_compare (Grob  *const &t1, Grob *const &t2)
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spacing_spanner, set_springs, 1);
+SCM
+Spacing_spanner::set_springs (SCM smob)
 {
-  return Moment::compare (Paper_column::when_mom (t1),
-                         Paper_column::when_mom (t2));
+  Spanner *me = unsmob_spanner (smob);
+
+  /*
+    can't use get_system () ? --hwn.
+  */
+  Spacing_options options;
+  options.init_from_grob (me);
+  vector<Grob *> cols = Spacing_spanner::get_columns (me);
+  set_explicit_neighbor_columns (cols);
+
+  prune_loose_columns (me, &cols, &options);
+  set_implicit_neighbor_columns (cols);
+  generate_springs (me, cols, &options);
+
+  return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
+/*
+  We want the shortest note that is also "common" in the piece, so we
+  find the shortest in each measure, and take the most frequently
+  found duration.
 
-Note_run
-run_length (Moment dt, int i, Array<Moment> const &moms,
-           Link_array<Note_run> runs)
+  This probably gives weird effects with modern music, where every
+  note has a different duration, but hey, don't write that kind of
+  stuff, then.
+*/
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spacing_spanner, calc_common_shortest_duration, 1);
+SCM
+Spacing_spanner::calc_common_shortest_duration (SCM grob)
 {
-  int k = 0;
-  Array<int> idxes;
+  Spanner *me = unsmob_spanner (grob);
 
-  idxes.push (i);
-  while (1)
-    {
-      Moment next = moms[i] + dt;
-      while (i < moms.size () && moms[i] < next)
-       i++;
-      if (i == moms.size () || moms[i] != next)
-       break;
-
-      idxes.push (i);
-      k++;
-    }
+  vector<Grob *> cols (get_columns (me));
 
-  Moment dur = idxes.size ()
-}
+  /*
+    ascending in duration
+  */
+  vector<Rational> durations;
+  vector<int> counts;
 
-void
-find_runs (Grob*me, Link_array<Grob> cols) 
-{
-  Link_array<Grob> filter_cols;
-  Array<Moment> col_moments;
-  for (int i = 0; i < cols.size (); i++)
+  Rational shortest_in_measure;
+  shortest_in_measure.set_infinite (1);
+
+  for (vsize i = 0; i < cols.size (); i++)
     {
-      Moment w =  Paper_column::when_mom (cols[i]);
-      
-      if (!w.grace_mom_ && Paper_column::musical_b (cols[i]))
-       {
-         filter_cols.push (cols[i]);
-         col_moments.push (w);
-       }
+      if (Paper_column::is_musical (cols[i]))
+        {
+          Moment *when = unsmob_moment (cols[i]->get_property ("when"));
+
+          /*
+            ignore grace notes for shortest notes.
+          */
+          if (when && when->grace_part_)
+            continue;
+
+          SCM st = cols[i]->get_property ("shortest-starter-duration");
+          Moment this_shortest = *unsmob_moment (st);
+          assert (this_shortest.to_bool ());
+          shortest_in_measure = min (shortest_in_measure, this_shortest.main_part_);
+        }
+      else if (!shortest_in_measure.is_infinity ()
+               && Paper_column::is_breakable (cols[i]))
+        {
+          vsize j = 0;
+          for (; j < durations.size (); j++)
+            {
+              if (durations[j] > shortest_in_measure)
+                {
+                  counts.insert (counts.begin () + j, 1);
+                  durations.insert (durations.begin () + j, shortest_in_measure);
+                  break;
+                }
+              else if (durations[j] == shortest_in_measure)
+                {
+                  counts[j]++;
+                  break;
+                }
+            }
+
+          if (durations.size () == j)
+            {
+              durations.push_back (shortest_in_measure);
+              counts.push_back (1);
+            }
+
+          shortest_in_measure.set_infinite (1);
+        }
     }
 
-  Moment end_mom = col_moments.top ();
-  for (int i = 0; i < col_moments.size () ; i++)
+  vsize max_idx = VPOS;
+  int max_count = 0;
+  for (vsize i = durations.size (); i--;)
     {
-      for (int j = i+1; j < col_moments.size (); j++)
-       {
-         Moment dt = Paper_column::col_momentsfilter_cols 
-       }
+      if (counts[i] >= max_count)
+        {
+          max_idx = i;
+          max_count = counts[i];
+        }
     }
-}
-#endif  
 
-/*
+  SCM bsd = me->get_property ("base-shortest-duration");
+  Rational d = Rational (1, 8);
+  if (Moment *m = unsmob_moment (bsd))
+    d = m->main_part_;
 
-  The algorithm is partly taken from :
+  if (max_idx != VPOS)
+    d = min (d, durations[max_idx]);
 
-  John S. Gourlay. ``Spacing a Line of Music,'' Technical Report
-  OSU-CISRC-10/87-TR35, Department of Computer and Information
-  Science, The Ohio State University, 1987.
-
-  TOO HAIRY.
+  return Moment (d).smobbed_copy ();
+}
 
-  TODO: write comments 
-  
- */
 void
-Spacing_spanner::do_measure (Grob*me, Link_array<Grob> const & cols) 
+Spacing_spanner::generate_pair_spacing (Grob *me,
+                                        Paper_column *left_col, Paper_column *right_col,
+                                        Paper_column *after_right_col,
+                                        Spacing_options const *options)
 {
-  Moment shortest;
-  Moment mean_shortest;
-
-  /*
-    space as if this duration  is present. 
-   */
-  Moment base_shortest_duration = *unsmob_moment (me->get_grob_property ("maximum-duration-for-spacing"));
-  shortest.set_infinite (1);
-
-  int n = 0;
-  for (int i =0 ; i < cols.size (); i++)  
+  if (Paper_column::is_musical (left_col))
     {
-      if (Paper_column::musical_b (cols[i]))
-       {
-         Moment *when = unsmob_moment (cols[i]->get_grob_property  ("when"));
-
-         /*
-           ignore grace notes for shortest notes.
-          */
-         if (when && when->grace_mom_)
-           continue;
-         
-         SCM  st = cols[i]->get_grob_property ("shortest-starter-duration");
-         Moment this_shortest = *unsmob_moment (st);
-         shortest = shortest <? this_shortest;
-         if (!mean_shortest.main_part_.infty_b ())
-           {
-             n++;
-             mean_shortest += this_shortest;
-           }
-       }
-    }
-  mean_shortest /= n;
+      if (!Paper_column::is_musical (right_col)
+          && (options->float_nonmusical_columns_ || to_boolean (right_col->get_property ("maybe-loose")))
+          && after_right_col
+          && Paper_column::is_musical (after_right_col))
+        {
+          /*
+            TODO: should generate rods to prevent collisions.
+          */
+          musical_column_spacing (me, left_col, after_right_col, options);
+          right_col->set_object ("between-cols", scm_cons (left_col->self_scm (),
+                                                           after_right_col->self_scm ()));
+        }
+      else
+        musical_column_spacing (me, left_col, right_col, options);
 
-  Array<Spring> springs;
-  for (int i= 0; i < cols.size () - 1; i++)
+      if (Item *rb = right_col->find_prebroken_piece (LEFT))
+        musical_column_spacing (me, left_col, rb, options);
+    }
+  else
     {
-      Item * l = dynamic_cast<Item*> (cols[i]);
-      Item * r =  dynamic_cast<Item*> (cols[i+1]);
-      Item * lb = dynamic_cast<Item*> (l->find_prebroken_piece (RIGHT));
-      Item * rb = dynamic_cast<Item*> (r->find_prebroken_piece (LEFT));
+      /*
+        The case that the right part is broken as well is rather
+        rare, but it is possible, eg. with a single empty measure,
+        or if one staff finishes a tad earlier than the rest.
+      */
+      Item *lb = left_col->find_prebroken_piece (RIGHT);
+      Item *rb = right_col->find_prebroken_piece (LEFT);
 
-      Item* combinations[4][2]={{l,r}, {lb,r}, {l,rb},{lb,rb}};
+      if (left_col && right_col)
+        breakable_column_spacing (me, left_col, right_col, options);
 
+      if (lb && right_col)
+        breakable_column_spacing (me, lb, right_col, options);
 
-      /*
-       left refers to the space that is associated with items of the left column, so you have
-
-         LC  <- left_space -><- right_space -> RC
-              <-    total space              ->
-             
-
-        typically, right_space is non-zero when there are
-        accidentals in RC
-         
-       */
-      for (int j=0; j < 4; j++)
-       {
-         Paper_column * lc = dynamic_cast<Paper_column*> (combinations[j][0]);
-         Paper_column *rc = dynamic_cast<Paper_column*> (combinations[j][1]);
-         if (!lc || !rc)
-           continue;
-
-         Spring s;
-         s.item_l_drul_[LEFT] = lc;
-         s.item_l_drul_[RIGHT] = rc;
-         
-         SCM hint = lc->get_grob_property ("extra-space");
-         SCM next_hint = rc->get_grob_property ("extra-space");
-         SCM stretch_hint = lc->get_grob_property ("stretch-distance");
-         SCM next_stretch_hint = rc->get_grob_property ("stretch-distance");     
-
-         Real left_distance = 0;
-         if (gh_pair_p (hint))
-           {
-             left_distance = gh_scm2double (gh_cdr (hint)); 
-           }
-          // 2nd condition should be (i+1 < col_count ()), ie. not the last column in score.  FIXME
-         else if (!Paper_column::musical_b (lc) && i+1 < cols.size ()) 
-           {
-             left_distance= default_bar_spacing (me,lc,rc,shortest <? base_shortest_duration);
-           }
-         else if (Paper_column::musical_b ( lc))
-           {
-             left_distance  = note_spacing (me,lc, rc, shortest <? base_shortest_duration);
-           }
-         else
-             programming_error ("uninitialised left_distance");
-         
-         s.distance_f_ = left_distance;
-
-         /*
-           Only do tight spaces *after* barlines (breakable columns),
-           not before.
-
-           We want the space before barline to be like the note
-           spacing in the measure.
-         */
-         SCM sfac =lc->get_grob_property ("space-factor");
-         if (gh_number_p (lc->get_grob_property ("column-space-strength"))
-             && (Item::breakable_b (lc) || lc->original_l_))
-           {
-             s.strength_f_ =
-               gh_scm2double (lc->get_grob_property ("column-space-strength"));
-           }
-         else if (gh_number_p (sfac))
-           left_distance *= gh_scm2double (sfac);
-
-         
-         Real right_dist = 0.0;
-         if (gh_pair_p (next_hint))
-           {
-             right_dist += - gh_scm2double (gh_car (next_hint));
-           }
-         else
-           {
-             Interval ext (rc->extent (rc, X_AXIS));
-             right_dist =  ext.empty_b () ? 0.0 : - ext [LEFT];
-           }
-
-         /*
-           don't want to create too much extra space for accidentals
-         */
-         if (Paper_column::musical_b (rc))
-          {
-             if (to_boolean (rc->get_grob_property ("contains-grace")))
-               right_dist *= gh_scm2double (rc->get_grob_property ("before-grace-spacing-factor")); // fixme.
-             else
-               right_dist *= gh_scm2double (lc->get_grob_property ("before-musical-spacing-factor"));
-          }
-
-         s.distance_f_ = left_distance + right_dist;
-           
-         Real stretch_dist = 0.;
-         if (gh_number_p (stretch_hint))
-           stretch_dist += gh_scm2double (stretch_hint);
-         else
-           stretch_dist += left_distance;
-         
-         if (gh_pair_p (next_stretch_hint))
-           // see regtest spacing-tight
-           stretch_dist += - gh_scm2double (gh_car (next_stretch_hint));
-         else
-           stretch_dist += right_dist;
-
-         if (s.distance_f_ <0)
-           {
-             programming_error ("Negative dist, setting to 1.0 PT");
-             s.distance_f_ = 1.0;
-           }
-         if (stretch_dist == 0.0)
-           {
-             /*
-               \bar "".  We give it 0 space, with high strength. 
-              */
-             s.strength_f_ = 20.0; 
-           }
-         else
-           s.strength_f_ /= stretch_dist;
-         
-         springs.push (s);
-       }
-    }
+      if (left_col && rb)
+        breakable_column_spacing (me, left_col, rb, options);
 
-  Spacing_spanner::stretch_to_regularity (me, &springs, cols);
-  for (int i=springs.size (); i --;)
-    springs[i].add_to_cols ();
+      if (lb && rb)
+        breakable_column_spacing (me, lb, rb, options);
+    }
 }
 
-/*
-  Look at COLS, searching for columns that have 'regular-distance-to
-  set. A sequence of columns that have this property set should have
-  an equal distance (an equispaced run). Extract the projected
-  distance from SPRINGS, and scale SPRINGS for the equispaced run, to the
-  widest space necessary.
-
-
-  TODO:
-  
-  -- inefficient code; maybe it is easier to twiddle with the springs
-  after they've become grob properties (ie. have their
-  minimum-distances set)
+static void
+set_column_rods (vector<Grob *> const &cols, Real padding)
+{
+  /* distances[i] will be the distance betwen cols[i-1] and cols[i], and
+     overhangs[j] the amount by which cols[0 thru j] extend beyond cols[j]
+     when each column is placed as far to the left as possible. */
+  vector<Real> distances (cols.size ());
+  vector<Real> overhangs (cols.size ());
 
-  -- does not adjust strength field of the springs very well: result
-  awkward spacing at the start of a line. (?)
+  for (vsize i = 0; i < cols.size (); i++)
+    {
+      Item *r = dynamic_cast<Item *> (cols[i]);
+      Item *rb = r->find_prebroken_piece (LEFT);
 
-  -- will be confused when there are multiple equispaced runs in a measure.
+      if (Separation_item::is_empty (r) && (!rb || Separation_item::is_empty (rb)))
+        continue;
 
-  -- dealing with springs for line breaks is a little tricky; in any
-  case, we will only space per measure.
+      Skyline_pair *skys = Skyline_pair::unsmob (r->get_property ("horizontal-skylines"));
+      overhangs[i] = skys ? (*skys)[RIGHT].max_height () : 0.0;
 
-  -- we scale to actual distances, not to optical effects. Eg. if the
-  equispaced run contains optical corrections, then the scaling will
-  cancel those.
+      if (0 == i) continue;
 
-  -- Regular_spacing_engraver doesn't mark the first column of the
-  next bar, making the space before a barline too short, in this case
+      /* min rather than max because stickout will be negative if the right-hand column
+         sticks out a lot to the left */
+      Real stickout = min (skys ? (*skys)[LEFT].max_height () : 0.0,
+                           Separation_item::conditional_skyline (r, cols[i - 1]).max_height ());
 
+      Real prev_distances = 0.0;
 
-       x<- 16ths--> x(8th)
-       x(8th)       x(8th)      <- equispaced run.      
-  
-*/
+      /* This is an inner loop and hence it is potentially quadratic. However, we only continue
+         as long as there is a rod to insert. Therefore, this loop will usually only execute
+         a constant number of times per iteration of the outer loop. */
+      for (vsize j = i; j--;)
+        {
+          if (overhangs[j] + padding <= prev_distances + distances[i] + stickout)
+            break; // cols[0 thru j] cannot reach cols[i]
+
+          Item *l = dynamic_cast<Item *> (cols[j]);
+          Item *lb = l->find_prebroken_piece (RIGHT);
+
+          Real dist = Separation_item::set_distance (l, r, padding);
+          distances[i] = max (distances[i], dist - prev_distances);
+
+          if (lb)
+            {
+              dist = Separation_item::set_distance (lb, r, padding);
+              // The left-broken version might reach more columns to the
+              // right than the unbroken version, by extending farther and/or
+              // nesting more closely;
+              if (j == i - 1) // check this, the first time we see each lb.
+                overhangs[j] = max (overhangs[j],
+                                    lb->extent (lb, X_AXIS)[RIGHT]
+                                    + distances[i] - dist);
+            }
+          if (rb)
+            Separation_item::set_distance (l, rb, padding);
+          if (lb && rb)
+            Separation_item::set_distance (lb, rb, padding);
+
+          prev_distances += distances[j];
+        }
+      overhangs[i] = max (overhangs[i],
+                          overhangs[i - 1] - distances[i]);
+    }
+}
 
 void
-Spacing_spanner::stretch_to_regularity (Grob *me,
-                                       Array<Spring> * springs,
-                                       Link_array<Grob> const & cols)
+Spacing_spanner::generate_springs (Grob *me,
+                                   vector<Grob *> const &cols,
+                                   Spacing_options const *options)
 {
-  /*
-    Find the starting column of the run. REGULAR-DISTANCE-TO points
-    back to a previous column, so we look ahead to find a column
-    pointing back to the first one.
-    
-   */
-  Grob    * first_regular_spaced_col = 0;
-  for (int i = 0 ;  i <  cols.size () && !first_regular_spaced_col; i++)
+  Paper_column *prev = dynamic_cast<Paper_column *> (cols[0]);
+  for (vsize i = 1; i < cols.size (); i++)
     {
-      SCM rdt = cols[i]->get_grob_property ("regular-distance-to");
-      if (cols.find_l (unsmob_grob (rdt)))
-       first_regular_spaced_col = unsmob_grob (rdt);
-    }
-  for (int i = springs->size ();  i-- ;)
-    springs->elem (i).set_to_cols ();
-  
-  int i;
-  for (i = 0; i < springs->size ()
-        && springs->elem (i).item_l_drul_[RIGHT] != first_regular_spaced_col;
-       i++)
-    ;
-
-
-  if (i==springs->size ())
-    return ;
-    
-  Real maxdist = 0.0;
-  Real dist  =0.0;
-  Grob *last_col = first_regular_spaced_col;
-  Grob *last_regular_spaced_col = first_regular_spaced_col;
-  
+      Paper_column *col = dynamic_cast<Paper_column *> (cols[i]);
+      Paper_column *next = (i + 1 < cols.size ()) ? dynamic_cast<Paper_column *> (cols[i + 1]) : 0;
 
-  /*
-    find the max distance for this run. 
-   */
-  for (int j = i;  j < springs->size (); j++)
-    {
-      Spring *s = &(springs->elem_ref (j));
-      if (s->item_l_drul_[LEFT] != last_col)
-       continue;
-      
-      dist += s->distance_f_;
-
-      last_col = s->item_l_drul_[RIGHT];
-      SCM rdt = last_col->get_grob_property ("regular-distance-to");
-      if (unsmob_grob (rdt) == last_regular_spaced_col)
-       {
-         maxdist = maxdist >? dist;
-         dist = 0.0;
-         last_regular_spaced_col = last_col;
-       }
+      generate_pair_spacing (me, prev, col, next, options);
 
+      prev = col;
     }
 
-  /*
-    Scale the springs
-   */
-  dist =0.0;
-  last_col =  first_regular_spaced_col;
-  last_regular_spaced_col = first_regular_spaced_col;
-  for (int j = i;   j < springs->size (); j++)
-    {
-      Spring *s = &springs->elem_ref (j);
-      if (s->item_l_drul_[LEFT] != last_col)
-       continue;
-      dist += s->distance_f_;
-
-      last_col = s->item_l_drul_[RIGHT];
-      SCM rdt = last_col->get_grob_property ("regular-distance-to");
-      if (unsmob_grob (rdt) == last_regular_spaced_col)
-       {
-         do {
-           springs->elem_ref (i).distance_f_ *= maxdist / dist;
-           springs->elem_ref (i).strength_f_ *= dist / maxdist;            
-         } while (i++ < j);
-         last_regular_spaced_col = last_col;
-         dist =0.0;
-       }
-    }
+  Real padding = robust_scm2double (prev->get_property ("padding"), 0.1);
+  set_column_rods (cols, padding);
 }
 
-/**
-   Do something if breakable column has no spacing hints set.
- */
-Real
-Spacing_spanner::default_bar_spacing (Grob*me, Grob *lc, Grob *rc,
-                                     Moment shortest) 
+/*
+  Generate the space between two musical columns LEFT_COL and RIGHT_COL.
+*/
+void
+Spacing_spanner::musical_column_spacing (Grob *me,
+                                         Item *left_col,
+                                         Item *right_col,
+                                         Spacing_options const *options)
 {
-  Real symbol_distance = lc->extent (lc,X_AXIS)[RIGHT] ;
-  Real durational_distance = 0;
-  Moment delta_t = Paper_column::when_mom (rc) - Paper_column::when_mom (lc);
+  Real base_note_space = note_spacing (me, left_col, right_col, options);
+  Spring spring;
 
-  /*
-               ugh should use shortest_playing distance
-  */
-  if (delta_t)
+  if (options->stretch_uniformly_)
+    spring = Spring (base_note_space, 0.0);
+  else
     {
-      durational_distance =  get_duration_space (me, delta_t, shortest);
-    }
-
-  return  symbol_distance >? durational_distance;
-}
-
-
-/**
-  Get the measure wide ant for arithmetic spacing.
+      vector<Spring> springs;
+      extract_grob_set (left_col, "spacing-wishes", wishes);
 
-  @see
-  John S. Gourlay. ``Spacing a Line of Music,'' Technical Report
-  OSU-CISRC-10/87-TR35, Department of Computer and Information Science,
-  The Ohio State University, 1987.
-
-  */
-Real
-Spacing_spanner::get_duration_space (Grob*me, Moment d, Moment shortest) 
-{
-  Real log =  log_2 (shortest);
-  Real k = gh_scm2double (me->get_grob_property ("arithmetic-basicspace"))
-    - log;
-  
-  return (log_2 (d) + k) * gh_scm2double (me->get_grob_property ("arithmetic-multiplier"));
-}
+      for (vsize i = 0; i < wishes.size (); i++)
+        {
+          Grob *wish = wishes[i];
+          if (Spacing_interface::left_column (wish) != left_col)
+            {
+              /* This shouldn't really happen, but the ancient music
+                 stuff really messes up the spacing code, grrr
+              */
+              continue;
+            }
+
+          extract_grob_set (wish, "right-items", right_items);
+          bool found_matching_column = false;
+          for (vsize j = 0; j < right_items.size (); j++)
+            {
+              Item *it = dynamic_cast<Item *> (right_items[j]);
+              if (it && (right_col == it->get_column ()
+                         || right_col->original () == it->get_column ()))
+                found_matching_column = true;
+            }
+
+          /*
+            This is probably a waste of time in the case of polyphonic
+            music.  */
+          if (found_matching_column && Note_spacing::has_interface (wish))
+            {
+              Real inc = options->increment_;
+              Grob *gsp = unsmob_grob (left_col->get_object ("grace-spacing"));
+              if (gsp && Paper_column::when_mom (left_col).grace_part_)
+                {
+                  Spacing_options grace_opts;
+                  grace_opts.init_from_grob (gsp);
+                  inc = grace_opts.increment_;
+                }
+              springs.push_back (Note_spacing::get_spacing (wish, right_col, base_note_space, inc));
+            }
+        }
 
+      if (springs.empty ())
+        {
 
-Real
-Spacing_spanner::note_spacing (Grob*me, Grob *lc, Grob *rc,
-                              Moment shortest) 
-{
-  Moment shortest_playing_len = 0;
-  SCM s = lc->get_grob_property ("shortest-playing-duration");
-
-  //  SCM s = lc->get_grob_property ("mean-playing-duration");  
-  if (unsmob_moment (s))
-    shortest_playing_len = *unsmob_moment (s);
-  
-  if (! shortest_playing_len)
-    {
-      programming_error ("can't find a ruling note at " + Paper_column::when_mom (lc).str ());
-      shortest_playing_len = 1;
+          if (!Paper_column::is_musical (right_col))
+            {
+              /*
+                There used to be code that examined left_col->extent
+                (X_AXIS), but this is resulted in unexpected wide
+                spacing, because the width of s^"text" output is also
+                taken into account here.
+               */
+              spring = Spring (max (base_note_space, options->increment_),
+                               options->increment_);
+            }
+          else
+            {
+              /*
+                Min distance should be 0.0. If there are no spacing
+                wishes, we're probably dealing with polyphonic spacing
+                of hemiolas.
+              */
+              spring = Spring (base_note_space, 0.0);
+            }
+        }
+      else
+        spring = merge_springs (springs);
     }
-  
-  if (! shortest)
+
+  if (Paper_column::when_mom (right_col).grace_part_
+      && !Paper_column::when_mom (left_col).grace_part_)
     {
-      programming_error ("no minimum in measure at " + Paper_column::when_mom (lc).str ());
-      shortest = 1;
+      /*
+        Ugh. 0.8 is arbitrary.
+      */
+      spring *= 0.8;
     }
-  Moment delta_t = Paper_column::when_mom (rc) - Paper_column::when_mom (lc);
-  Real dist = get_duration_space (me, shortest_playing_len, shortest);
-
-
-  /*
-    ugh: 0.1 is an arbitrary distance.
-   */
-  dist *= (double) (delta_t.main_part_ / shortest_playing_len.main_part_)
-    + 0.1 * (double) (delta_t.grace_mom_ / shortest_playing_len.main_part_);
-
-
 
   /*
-    UGH: KLUDGE!
+    TODO: make sure that the space doesn't exceed the right margin.
   */
-  
-  if (delta_t > Moment (1,32))
-    dist += stem_dir_correction (me, lc,rc);
-
-
-  Moment *lm = unsmob_moment (lc->get_grob_property ("when"));
-  Moment *rm = unsmob_moment (rc->get_grob_property ("when"));
-
-  if (lm && rm)
+  if (options->packed_)
     {
-      if (lm->grace_mom_ && rm->grace_mom_)
-       dist *= 0.5;
-      else if (!rm->grace_mom_ && lm->grace_mom_)
-       dist *= 0.7;
+      /*
+        In packed mode, pack notes as tight as possible.  This makes
+        sense mostly in combination with ragged-right mode: the notes
+        are then printed at minimum distance.  This is mostly useful
+        for ancient notation, but may also be useful for some flavours
+        of contemporary music.  If not in ragged-right mode, lily will
+        pack as many bars of music as possible into a line, but the
+        line will then be stretched to fill the whole linewidth.
+
+        Note that we don't actually pack things as tightly as possible:
+        we don't allow the next column to begin before this one ends.
+      */
+      /* FIXME: the else clause below is the "right" thing to do,
+         but we can't do it because of all the empty columns that the
+         ligature-engravers leave lying around. In that case, the extent of
+         the column is incorrect because it includes note-heads that aren't
+         there. We get around this by only including the column extent if
+         the left-hand column is "genuine". This is a dirty hack and it
+         should be fixed in the ligature-engravers. --jneem
+      */
+      if (Paper_column::is_extraneous_column_from_ligature (left_col))
+        spring.set_distance (spring.min_distance ());
+      else
+        spring.set_distance (max (left_col->extent (left_col, X_AXIS)[RIGHT],
+                                  spring.min_distance ()));
+
+      spring.set_inverse_stretch_strength (1.0);
     }
 
-  
-  return dist;
+  Spaceable_grob::add_spring (left_col, right_col, spring);
 }
 
+/*
+  Check if COL fills the whole measure.
+ */
+bool
+Spacing_spanner::fills_measure (Grob *me, Item *left, Item *col)
+{
+  System *sys = get_root_system (me);
+  Item *next = sys->column (col->get_column ()->get_rank () + 1);
+  if (!next)
+    return false;
 
-/**
-   Correct for optical illusions. See [Wanske] p. 138. The combination
-   up-stem + down-stem should get extra space, the combination
-   down-stem + up-stem less.
+  if (Paper_column::is_musical (next)
+      || Paper_column::is_musical (left)
+      || !Paper_column::is_musical (col)
+      || !Paper_column::is_used (next))
+    return false;
 
-   This should be more advanced, since relative heights of the note
-   heads also influence required correction.
+  Moment dt
+    = Paper_column::when_mom (next) - Paper_column::when_mom (col);
 
-   Also might not work correctly in case of multi voices or staff
-   changing voices
+  Moment *len = unsmob_moment (left->get_property ("measure-length"));
+  if (!len)
+    return false;
 
-   TODO: lookup correction distances?  More advanced correction?
-   Possibly turn this off?
+  /*
+    Don't check for exact measure length, since ending measures are
+    often shortened due to pickups.
+   */
+  if (dt.main_part_ > len->main_part_ / Rational (2)
+      && (next->is_broken ()
+          || next->break_status_dir ()))
+    return true;
 
-   TODO: have to check wether the stems are in the same staff.
+  return false;
+}
 
-   This routine reads the DIR-LIST property of both its L and R arguments.  */
-Real
-Spacing_spanner::stem_dir_correction (Grob*me, Grob*l, Grob*r) 
+/*
+  Read hints from L and generate springs.
+*/
+void
+Spacing_spanner::breakable_column_spacing (Grob *me, Item *l, Item *r,
+                                           Spacing_options const *options)
 {
-  SCM dl = l->get_grob_property ("dir-list");
-  SCM dr = r->get_grob_property ("dir-list");
-  
-  if (scm_ilength (dl) != 1 || scm_ilength (dr) != 1)
-    return 0.;
+  vector<Spring> springs;
+  Spring spring;
 
-  dl = gh_car (dl);
-  dr = gh_car (dr);
+  Real full_measure_space = 0.0;
+  if (Paper_column::is_musical (r)
+      && l->break_status_dir () == CENTER
+      && fills_measure (me, l, r))
+    full_measure_space = robust_scm2double (l->get_property ("full-measure-extra-space"), 1.0);
 
-  assert (gh_number_p (dl) && gh_number_p (dr));
-  int d1 = gh_scm2int (dl);
-  int d2 = gh_scm2int (dr);
+  Moment dt = Paper_column::when_mom (r) - Paper_column::when_mom (l);
 
-  if (d1 == d2)
-    return 0.0;
+  if (dt == Moment (0, 0))
+    {
+      extract_grob_set (l, "spacing-wishes", wishes);
+
+      for (vsize i = 0; i < wishes.size (); i++)
+        {
+          Item *spacing_grob = dynamic_cast<Item *> (wishes[i]);
 
+          if (!spacing_grob || !Staff_spacing::has_interface (spacing_grob))
+            continue;
 
-  Real correction = 0.0;
-  Real ssc = gh_scm2double (me->get_grob_property ("stem-spacing-correction"));
+          /*
+            column for the left one settings should be ok due automatic
+            pointer munging.
+          */
+          assert (spacing_grob->get_column () == l);
 
-  if (d1 && d2 && d1 * d2 == -1)
-    {
-      correction = d1 * ssc;
+          springs.push_back (Staff_spacing::get_spacing (spacing_grob, r,
+                                                         full_measure_space));
+        }
     }
+
+  if (springs.empty ())
+    spring = standard_breakable_column_spacing (me, l, r, options);
   else
-    programming_error ("Stem directions not set correctly for optical correction");
-  return correction;
-}
-  
+    spring = merge_springs (springs);
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spacing_spanner, set_springs,1);
-SCM
-Spacing_spanner::set_springs (SCM smob)
-{
-  Grob *me = unsmob_grob (smob);
-  Link_array<Grob> all (me->pscore_l_->line_l_->column_l_arr ()) ;
+  if (Paper_column::when_mom (r).grace_part_)
+    {
+      /*
+        Correct for grace notes.
 
-  int j = 0;
+        Ugh. The 0.8 is arbitrary.
+      */
+      spring *= 0.8;
+    }
 
-  for (int i = 1; i < all.size (); i++)
+  if (options->stretch_uniformly_ && l->break_status_dir () != RIGHT)
     {
-      Grob *sc = all[i];
-      if (Item::breakable_b (sc))
-        {
-         Link_array<Grob> measure (all.slice (j, i+1));          
-          do_measure (me, measure);
-         j = i;
-        }
+      spring.set_min_distance (0.0);
+      spring.set_default_strength ();
     }
 
-  /*
-    farewell, cruel world
-   */
-  me->suicide ();
-  return SCM_UNSPECIFIED;
+  Spaceable_grob::add_spring (l, r, spring);
 }
 
+ADD_INTERFACE (Spacing_spanner,
+               "The space taken by a note is dependent on its duration."
+               "  Doubling a duration adds @code{spacing-increment} to the"
+               " space.  The most common shortest note gets"
+               " @code{shortest-duration-space}.  Notes that are even shorter"
+               " are spaced proportonial to their duration.\n"
+               "\n"
+               "Typically, the increment is the width of a black note head."
+               "  In a piece with lots of 8th notes, and some 16th notes, the"
+               " eighth note gets a 2@tie{}note heads width (i.e., the space"
+               " following a note is a 1@tie{}note head width).  A 16th note"
+               " is followed by 0.5 note head width.  The quarter note is"
+               " followed by 3@tie{}NHW, the half by 4@tie{}NHW, etc.",
+
+               /* properties */
+               "average-spacing-wishes "
+               "base-shortest-duration "
+               "common-shortest-duration "
+               "packed-spacing "
+               "shortest-duration-space "
+               "spacing-increment "
+               "strict-grace-spacing "
+               "strict-note-spacing "
+               "uniform-stretching "
+              );
 
-
-/*
-  maximum-duration-for-spacing
-From: bf250@freenet.carleton.ca (John Sankey)
-To: gnu-music-discuss@gnu.org
-Subject: note spacing suggestion
-Date: Mon, 10 Jul 2000 11:28:03 -0400 (EDT)
-
-Currently, Lily spaces notes by starting with a basic distance,
-arithmetic_multiplier, which it applies to the minimum duration note
-of the bar. Then she adds a logarithmic increment, scaled from
-arithmetic_basicspace, for longer notes. (Then, columns are aligned
-and justified.) Fundamentally, this matches visual spacing to musical
-weight and works well.
-
-A lot of the time in music, I see a section basically in melodic
-notes that occasionally has a rapid ornamental run (scale). So, there
-will be a section in 1/4 notes, then a brief passage in 1/32nds, then
-a return to long notes. Currently, Lily gives the same horizontal
-space to the 1/32nd notes in their bar (even if set in small size as
-is commonly done for cadenzii) as she gives to 1/4 notes in bars
-where 1/4 note is the minimum duration. The resulting visual weight
-does not match the musical weight over the page.
-
-Looking at the music I am typesetting, I feel that Lily's spacing
-could be significantly improved if, with no change in the basic
-method used, arithmetic_multiplier could be applied referred to the
-same duration throughout a piece. Of course, the current method
-should be retained for those who have already set music in it, so I
-suggest a property called something like arithmetic_base=16 to fix
-1/16 duration as the reference for arithmetic_multiplier; the default
-would be a dynamic base is it is now.
-
-Does anyone else feel that this would be a useful improvement for
-their music? (Of course, if arithmetic_multiplier became a regular
-property, this could be used to achieve a similar result by
-tweaking.)
-  
- */