]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/stem.cc
Doc: adding palm mute to fretted-strings.itely
[lilypond.git] / lily / stem.cc
index 90949fc766f0274c72ecf5345fc1abab6fc402d3..074620e06956a9d8e304a33064509b24333fd015 100644 (file)
 /*
-  stem.cc -- implement Stem
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
-
-  (c) 1996--2001 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
-    Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
+  Copyright (C) 1996--2010 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+  Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
 
   TODO: This is way too hairy
+
+  TODO: fix naming.
+
+  Stem-end, chord-start, etc. is all confusing naming.
+
+  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 <math.h>              // m_pi
+#include "stem.hh"
+#include "spanner.hh"
 
-#include "lookup.hh"
+#include <cmath>               // rint
+using namespace std;
+
+#include "beam.hh"
 #include "directional-element-interface.hh"
-#include "note-head.hh"
-#include "stem.hh"
-#include "debug.hh"
-#include "paper-def.hh"
-#include "rhythmic-head.hh"
+#include "dot-column.hh"
 #include "font-interface.hh"
-#include "molecule.hh"
-#include "paper-column.hh"
+#include "international.hh"
+#include "lookup.hh"
 #include "misc.hh"
-#include "beam.hh"
+#include "note-head.hh"
+#include "output-def.hh"
+#include "paper-column.hh"
+#include "pointer-group-interface.hh"
 #include "rest.hh"
-#include "group-interface.hh"
-#include "staff-symbol-referencer.hh"
-#include "spanner.hh"
+#include "rhythmic-head.hh"
 #include "side-position-interface.hh"
+#include "staff-symbol-referencer.hh"
+#include "stem-tremolo.hh"
+#include "warn.hh"
 
 void
-Stem::set_beaming (Grob*me ,int i,  Direction d)
+Stem::set_beaming (Grob *me, int beam_count, Direction d)
 {
-  SCM pair = me->get_grob_property ("beaming");
-  
-  if (!gh_pair_p (pair))
+  SCM pair = me->get_property ("beaming");
+
+  if (!scm_is_pair (pair))
     {
-      pair = gh_cons (gh_int2scm (0),gh_int2scm (0));
-      me->      set_grob_property ("beaming", pair);
+      pair = scm_cons (SCM_EOL, SCM_EOL);
+      me->set_property ("beaming", pair);
     }
-  index_set_cell (pair, d, gh_int2scm (i));
+
+  SCM lst = index_get_cell (pair, d);
+  if (beam_count)
+    for (int i = 0; i < beam_count; i++)
+      lst = scm_cons (scm_from_int (i), lst);
+  else
+    lst = SCM_BOOL_F;
+  
+  index_set_cell (pair, d, lst);
 }
 
 int
-Stem::beam_count (Grob*me,Direction d)
+Stem::get_beaming (Grob *me, Direction d)
 {
-  SCM p=me->get_grob_property ("beaming");
-  if (gh_pair_p (p))
-    return gh_scm2int (index_cell (p,d));
-  else
+  SCM pair = me->get_property ("beaming");
+  if (!scm_is_pair (pair))
     return 0;
+
+  SCM lst = index_get_cell (pair, d);
+
+  int len = scm_ilength (lst);
+  return max (len, 0);
 }
 
 Interval
-Stem::head_positions (Grob*me) 
+Stem::head_positions (Grob *me)
 {
-  if (!heads_i (me))
+  if (head_count (me))
     {
-      Interval iv;
-      return iv;
+      Drul_array<Grob *> e (extremal_heads (me));
+      return Interval (Staff_symbol_referencer::get_position (e[DOWN]),
+                      Staff_symbol_referencer::get_position (e[UP]));
     }
-
-  Drul_array<Grob*> e (extremal_heads (me));
-
-  return Interval (Staff_symbol_referencer::position_f (e[DOWN]),
-                  Staff_symbol_referencer::position_f (e[UP]));
+  return Interval ();
 }
 
-
 Real
-Stem::chord_start_f (Grob*me) 
+Stem::chord_start_y (Grob *me)
 {
-  return head_positions (me)[get_direction (me)]
-    * Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2.0;
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (!hp.is_empty ())
+    return hp[get_grob_direction (me)] * Staff_symbol_referencer::staff_space (me)
+      * 0.5;
+  return 0;
 }
 
-Real
-Stem::stem_end_position (Grob*me) 
-{
-  SCM p =me->get_grob_property ("stem-end-position");
-  Real pos;
-  if (!gh_number_p (p))
-    {
 
-      pos = get_default_stem_end_position (me);
-      me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (pos));
-    }
-  else
-    pos = gh_scm2double (p);
-
-  return pos;
-}
 
-Direction
-Stem::get_direction (Grob*me)
+void
+Stem::set_stemend (Grob *me, Real se)
 {
-  Direction d = Directional_element_interface::get (me);
+  // todo: margins
+  Direction d = get_grob_direction (me);
 
-  if (!d)
-    {
-       d = get_default_dir (me);
-       // urg, AAARGH!
-       Directional_element_interface::set (me, d);
-    }
-  return d ;
-}
+  if (d && d * head_positions (me)[get_grob_direction (me)] >= se * d)
+    me->warning (_ ("weird stem size, check for narrow beams"));
 
+  me->set_property ("stem-end-position", scm_from_double (se));
+}
 
-void
-Stem::set_stemend (Grob*me, Real se)
+/* Note head that determines hshift for upstems
+   WARNING: triggers direction  */
+Grob *
+Stem::support_head (Grob *me)
 {
-  // todo: margins
-  Direction d= get_direction (me);
-  
-  if (d && d * head_positions (me)[get_direction (me)] >= se*d)
-    warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
+  extract_grob_set (me, "note-heads", heads);
+  if (heads.size () == 1)
+    return heads[0];
 
-  me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (se));
+  return first_head (me);
 }
 
 int
-Stem::type_i (Grob*me) 
+Stem::head_count (Grob *me)
 {
-  return first_head (me) ?  Rhythmic_head::balltype_i (first_head (me)) : 2;
+  return Pointer_group_interface::count (me, ly_symbol2scm ("note-heads"));
 }
 
-/*
-  Note head that determines hshift for upstems
- */ 
-Grob*
-Stem::support_head (Grob*me)
-{
-  SCM h = me->get_grob_property ("support-head");
-  Grob * nh = unsmob_grob (h);
-  if (nh)
-    return nh;
-  else if (heads_i (me) == 1)
-    {
-      /*
-       UGH.
-       */
-      
-      return unsmob_grob (ly_car (me->get_grob_property ("heads")));
-    }
-  else
-    return first_head (me);
-}
-
-
-int
-Stem::heads_i (Grob*me)
+/* The note head which forms one end of the stem.
+   WARNING: triggers direction  */
+Grob *
+Stem::first_head (Grob *me)
 {
-  return  Pointer_group_interface::count (me, "heads");
+  Direction d = get_grob_direction (me);
+  if (d)
+    return extremal_heads (me)[-d];
+  return 0;
 }
 
-/*
-  The note head which forms one end of the stem.  
- */
-Grob*
-Stem::first_head (Grob*me)
+/* The note head opposite to the first head.  */
+Grob *
+Stem::last_head (Grob *me)
 {
-  return extremal_heads (me)[-get_direction (me)];
+  Direction d = get_grob_direction (me);
+  if (d)
+    return extremal_heads (me)[d];
+  return 0;
 }
 
 /*
-  START is part where stem reaches `last' head. 
- */
-Drul_array<Grob*>
-Stem::extremal_heads (Grob*me) 
+  START is part where stem reaches `last' head.
+
+  This function returns a drul with (bottom-head, top-head).
+*/
+Drul_array<Grob *>
+Stem::extremal_heads (Grob *me)
 {
-  const int inf = 1000000;
+  const int inf = INT_MAX;
   Drul_array<int> extpos;
   extpos[DOWN] = inf;
-  extpos[UP] = -inf;  
-  
-  Drul_array<Grob *> exthead;
-  exthead[LEFT] = exthead[RIGHT] =0;
-  
-  for (SCM s = me->get_grob_property ("heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
-    {
-      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
+  extpos[UP] = -inf;
 
-      
-      int p = int (Staff_symbol_referencer::position_f (n));
+  Drul_array<Grob *> exthead (0, 0);
+  extract_grob_set (me, "note-heads", heads);
+
+  for (vsize i = heads.size (); i--;)
+    {
+      Grob *n = heads[i];
+      int p = Staff_symbol_referencer::get_rounded_position (n);
 
       Direction d = LEFT;
-      do {
-      if (d* p > d* extpos[d])
+      do
        {
-         exthead[d] = n;
-         extpos[d] = p;
+         if (d * p > d * extpos[d])
+           {
+             exthead[d] = n;
+             extpos[d] = p;
+           }
        }
-      while (flip (&d) != DOWN);
+      while (flip (&d) != DOWN);
     }
-
   return exthead;
 }
 
-static int
-icmp (int const &a, int const &b)
-{
-  return a-b;
-}
-
-Array<int>
+/* The positions, in ascending order.  */
+vector<int>
 Stem::note_head_positions (Grob *me)
 {
-  Array<int> ps ;
-  for (SCM s = me->get_grob_property ("heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+  vector<int> ps;
+  extract_grob_set (me, "note-heads", heads);
+
+  for (vsize i = heads.size (); i--;)
     {
-      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
-      int p = int (Staff_symbol_referencer::position_f (n));
+      Grob *n = heads[i];
+      int p = Staff_symbol_referencer::get_rounded_position (n);
 
-      ps.push (p);
+      ps.push_back (p);
     }
 
-  ps.sort (icmp);
-  return ps; 
+  vector_sort (ps, less<int> ());
+  return ps;
 }
 
-
 void
-Stem::add_head (Grob*me, Grob *n)
+Stem::add_head (Grob *me, Grob *n)
 {
-  n->set_grob_property ("stem", me->self_scm ());
-  n->add_dependency (me);
+  n->set_object ("stem", me->self_scm ());
 
   if (Note_head::has_interface (n))
-    {
-      Pointer_group_interface::add_element (me, ly_symbol2scm ("heads"), n);
-    }
-  else
-    {
-      n->set_grob_property ("rest", n->self_scm ());
-    }
+    Pointer_group_interface::add_grob (me, ly_symbol2scm ("note-heads"), n);
+  else if (Rest::has_interface (n))
+    Pointer_group_interface::add_grob (me, ly_symbol2scm ("rests"), n);
 }
 
 bool
-Stem::invisible_b (Grob*me)
+Stem::is_invisible (Grob *me)
 {
-  return ! (heads_i (me) && Rhythmic_head::balltype_i (support_head (me)) >= 1);
+  return !is_normal_stem (me)
+    && (robust_scm2double (me->get_property ("stemlet-length"),
+                          0.0) == 0.0);
 }
 
-int
-Stem::get_center_distance (Grob*me, Direction d)
+
+bool
+Stem::is_normal_stem (Grob *me)
 {
-  int staff_center = 0;
-  int distance = (int) (d* (head_positions (me)[d] - staff_center));
-  return distance >? 0;
+  return head_count (me) && scm_to_int (me->get_property ("duration-log")) >= 1;
 }
 
-Direction
-Stem::get_default_dir (Grob*me) 
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, pure_height, 3)
+SCM
+Stem::pure_height (SCM smob,
+                  SCM /* start */,
+                  SCM /* end */)
 {
-  int du = get_center_distance (me,UP);
-  int dd = get_center_distance (me,DOWN);
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Interval iv;
 
-  if (sign (dd - du))
-    return Direction (sign (dd -du));
+  if (!is_normal_stem (me))
+    return ly_interval2scm (iv);
 
-  return to_dir (me->get_grob_property ("neutral-direction"));
-}
+  Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  Real rad = Staff_symbol_referencer::staff_radius (me);
 
-Real
-Stem::get_default_stem_end_position (Grob*me) 
-{
-  bool grace_b = to_boolean (me->get_grob_property ("grace"));
-  SCM s;
-  Array<Real> a;
-
-  Real length_f = 0.;
-  SCM scm_len = me->get_grob_property ("length");
-  if (gh_number_p (scm_len))
+  if (!to_boolean (me->get_property ("cross-staff")))
     {
-      length_f = gh_scm2double (scm_len);
-    }
-  else
-    {
-      s = me->get_grob_property ("lengths");
-      for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = ly_cdr (q))
-       a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
-               
-      // stem uses half-spaces
-      length_f = a[ ((flag_i (me) - 2) >? 0) <? (a.size () - 1)] * 2;
-    }
+      Real len = scm_to_double (calc_length (smob)) * ss / 2;
+      Direction dir = get_grob_direction (me);
 
+      Interval hp = head_positions (me);
+      if (dir == UP)
+       iv = Interval (0, len);
+      else
+       iv = Interval (-len, 0);
 
-  a.clear ();
-  s = me->get_grob_property ("stem-shorten");
-  for (SCM q = s; gh_pair_p (q); q = ly_cdr (q))
-    a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
+      if (!hp.is_empty ())
+       {
+         iv.translate (hp[dir] * ss / 2);
+         iv.add_point (hp[-dir] * ss / 2);
+       }
+
+      /* extend the stem (away from the head) to cover the staff */
+      if (dir == UP)
+       iv[UP] = max (iv[UP], rad * ss);
+      else
+       iv[DOWN] = min (iv[DOWN], -rad * ss);
+    }
+  else
+    iv = Interval (-rad * ss, rad * ss);
 
+  return ly_interval2scm (iv);
+}
 
-  // stem uses half-spaces
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_stem_end_position, 1)
+SCM
+Stem::calc_stem_end_position (SCM smob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
 
-  // fixme: use scm_list_n_ref () iso. array[]
-  Real shorten_f = a[ ((flag_i (me) - 2) >? 0) <? (a.size () - 1)] * 2;
+  if (!head_count (me))
+    return scm_from_double (0.0);
 
-  /* URGURGURG
-     'set-default-stemlen' sets direction too
-   */
-  Direction dir = get_direction (me);
-  if (!dir)
+  if (Grob *beam = get_beam (me))
     {
-      dir = get_default_dir (me);
-      Directional_element_interface::set (me, dir);
+      (void) beam->get_property ("quantized-positions");
+      return me->get_property ("stem-end-position");
     }
   
-  /* 
-    stems in unnatural (forced) direction should be shortened, 
-    according to [Roush & Gourlay]
-   */
-  if (( (int)chord_start_f (me))
-      && (get_direction (me) != get_default_dir (me)))
-    length_f -= shorten_f;
+  vector<Real> a;
+
+  /* WARNING: IN HALF SPACES */
+  Real length = robust_scm2double (me->get_property ("length"), 7);
 
-  Interval hp = head_positions (me);  
-  Real st = hp[dir] + dir * length_f;
+  Direction dir = get_grob_direction (me);
+  Interval hp = head_positions (me);
+  Real stem_end = dir ? hp[dir] + dir * length : 0;
 
+  /* TODO: change name  to extend-stems to staff/center/'()  */
+  bool no_extend = to_boolean (me->get_property ("no-stem-extend"));
+  if (!no_extend && dir * stem_end < 0)
+    stem_end = 0.0;
 
+  return scm_from_double (stem_end);
+}
+
+/* Length is in half-spaces (or: positions) here. */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_length, 1)
+SCM
+Stem::calc_length (SCM smob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
   
+  SCM details = me->get_property ("details");
+  int durlog = duration_log (me);
 
-  /*
-    Make a little room if we have a flag and there is a dot.
+  Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  Real length = 7;
+  SCM s = ly_assoc_get (ly_symbol2scm ("lengths"), details, SCM_EOL);
+  if (scm_is_pair (s))
+    length = 2 * scm_to_double (robust_list_ref (durlog - 2, s));
 
-    TODO:
+  Direction dir = get_grob_direction (me);
 
-    maybe  we should consider moving the dot to the right?
-  */
-  if (!beam_l (me)
-      && flag_i (me))
+  /* Stems in unnatural (forced) direction should be shortened,
+     according to [Roush & Gourlay] */
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (dir && dir * hp[dir] >= 0)
     {
-      Grob * closest_to_flag = extremal_heads (me)[dir];
-      Grob * dots = closest_to_flag
-       ? Rhythmic_head::dots_l (closest_to_flag ) : 0;
+      SCM sshorten = ly_assoc_get (ly_symbol2scm ("stem-shorten"), details, SCM_EOL);
+      SCM scm_shorten = scm_is_pair (sshorten)
+       ? robust_list_ref (max (duration_log (me) - 2, 0), sshorten) : SCM_EOL;
+      Real shorten = 2* robust_scm2double (scm_shorten, 0);
 
-      if (dots)
-       {
-         Real dp = Staff_symbol_referencer::position_f  (dots);
-         Real flagy =  flag (me).extent (Y_AXIS)[-dir] * 2; // should divide by staffspace
-
-         /*
-           Very gory: add myself to the X-support of the parent,
-           which should be a dot-column.
-          */
-         if (dir * (st + flagy -  dp) < 0.5)
-           Side_position_interface::add_support (dots->get_parent (X_AXIS), me);
-
-         /*
-           previous approach was to lengthen the stem. This is not
-           good typesetting practice.  */
-       }
-    }
+      /* On boundary: shorten only half */
+      if (abs (head_positions (me)[dir]) <= 1)
+       shorten *= 0.5;
 
+      length -= shorten;
+    }
 
-  bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
-   if (!grace_b && !no_extend_b && dir * st < 0) // junkme?
-      st = 0.0;
+  length *= robust_scm2double (me->get_property ("length-fraction"), 1.0);
 
-  return st;
+  /* Tremolo stuff.  */
+  Grob *t_flag = unsmob_grob (me->get_object ("tremolo-flag"));
+  if (t_flag && !unsmob_grob (me->get_object ("beam")))
+    {
+      /* Crude hack: add extra space if tremolo flag is there.
+
+      We can't do this for the beam, since we get into a loop
+      (Stem_tremolo::raw_stencil () looks at the beam.) --hwn  */
+
+      Real minlen = 1.0
+       + 2 * Stem_tremolo::vertical_length (t_flag) / ss;
+
+      /* We don't want to add the whole extent of the flag because the trem
+         and the flag can overlap partly. beam_translation gives a good
+         approximation */
+      if (durlog >= 3)
+        {
+          Real beam_trans = Stem_tremolo::get_beam_translation (t_flag);
+          /* the obvious choice is (durlog - 2) here, but we need a bit more space. */
+          minlen += 2 * (durlog - 1.5) * beam_trans;
+
+          /* up-stems need even a little more space to avoid collisions. This
+             needs to be in sync with the tremolo positioning code in
+             Stem_tremolo::print */
+          if (dir == UP)
+            minlen += beam_trans;
+        }
+      length = max (length, minlen + 1.0);
+    }
+  
+  return scm_from_double (length);
 }
-
-
-
-/*
-  Number of hooks on the flag, ie. the log of the duration.
- */
+/* The log of the duration (Number of hooks on the flag minus two)  */
 int
-Stem::flag_i (Grob*me) 
+Stem::duration_log (Grob *me)
 {
-  SCM s = me->get_grob_property ("duration-log");
-  return (gh_number_p (s)) ? gh_scm2int (s) : 2;
+  SCM s = me->get_property ("duration-log");
+  return (scm_is_number (s)) ? scm_to_int (s) : 2;
 }
 
-void
-Stem::position_noteheads (Grob*me)
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_positioning_done, 1);
+SCM
+Stem::calc_positioning_done (SCM smob)
 {
-  if (!heads_i (me))
-    return;
-  
-  Link_array<Grob> heads =
-    Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Grob*)0, "heads");
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);  
+  if (!head_count (me))
+    return SCM_BOOL_T;
 
-  heads.sort (compare_position);
-  Direction dir =get_direction (me);
+  me->set_property ("positioning-done", SCM_BOOL_T);
   
+  extract_grob_set (me, "note-heads", ro_heads);
+  vector<Grob*> heads (ro_heads);
+  vector_sort (heads, position_less);
+  Direction dir = get_grob_direction (me);
+
   if (dir < 0)
-    heads.reverse ();
+    reverse (heads);
 
+  Real thick = thickness (me);
 
   Grob *hed = support_head (me);
-  Real w = Note_head::head_extent (hed,X_AXIS)[dir];
-  for (int i=0; i < heads.size (); i++)
+  if (!dir)
     {
-      heads[i]->translate_axis (w - Note_head::head_extent (heads[i],X_AXIS)[dir],
-                               X_AXIS);
+      programming_error ("Stem dir must be up or down.");
+      dir = UP;
+      set_grob_direction (me, dir);
     }
-  
-  bool parity= true;           // todo: make me settable.
-  int lastpos = int (Staff_symbol_referencer::position_f (heads[0]));
-  for (int i=1; i < heads.size (); i ++)
+
+  bool is_harmonic_centered = false;
+  for (vsize i = 0; i < heads.size (); i++)
+    is_harmonic_centered = is_harmonic_centered 
+      || heads[i]->get_property ("style") == ly_symbol2scm ("harmonic");
+  is_harmonic_centered = is_harmonic_centered && is_invisible (me);
+
+  Real w = hed->extent (hed, X_AXIS)[dir];
+  for (vsize i = 0; i < heads.size (); i++)
+    {
+      Real amount = w - heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS)[dir];
+
+      if (is_harmonic_centered)
+       amount =
+         hed->extent (hed, X_AXIS).linear_combination (CENTER)
+         - heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS).linear_combination (CENTER);
+      
+      heads[i]->translate_axis (amount, X_AXIS);
+    }
+  bool parity = true;
+  Real lastpos = Real (Staff_symbol_referencer::get_position (heads[0]));
+  for (vsize i = 1; i < heads.size (); i++)
     {
-      Real p = Staff_symbol_referencer::position_f (heads[i]);
-      int dy =abs (lastpos- (int)p);
+      Real p = Staff_symbol_referencer::get_position (heads[i]);
+      Real dy = fabs (lastpos- p);
 
-      if (dy <= 1)
+      /*
+       dy should always be 0.5, 0.0, 1.0, but provide safety margin
+       for rounding errors.
+      */
+      if (dy < 1.1)
        {
          if (parity)
            {
-             Real l = heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS).length ();
-             heads[i]->translate_axis (l * get_direction (me), X_AXIS);
+             Real ell = heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS).length ();
+
+             Direction d = get_grob_direction (me);
+             /*
+               Reversed head should be shifted ell-thickness, but this
+               looks too crowded, so we only shift ell-0.5*thickness.
+
+               This leads to assymetry: Normal heads overlap the
+               stem 100% whereas reversed heads only overlaps the
+               stem 50%
+             */
+
+             Real reverse_overlap = 0.5;
+             heads[i]->translate_axis ((ell - thick * reverse_overlap) * d,
+                                       X_AXIS);
+
+             if (is_invisible (me))
+               heads[i]->translate_axis (-thick * (2 - reverse_overlap) * d,
+                                         X_AXIS);
+
+             /* TODO:
+
+             For some cases we should kern some more: when the
+             distance between the next or prev note is too large, we'd
+             get large white gaps, eg.
+
+             |
+              X|
+             |X  <- kern this.
+             |
+             X
+
+             */
            }
          parity = !parity;
        }
       else
        parity = true;
-      
+
       lastpos = int (p);
     }
+
+  return SCM_BOOL_T;
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,before_line_breaking,1);
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_direction, 1);
 SCM
-Stem::before_line_breaking (SCM smob)
+Stem::calc_direction (SCM smob)
 {
-  Grob*me = unsmob_grob (smob);
-  stem_end_position (me);      // ugh. Trigger direction calc.
-  position_noteheads (me);
-
-  if (invisible_b (me))
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Direction dir = CENTER;
+  if (Grob *beam = unsmob_grob (me->get_object ("beam")))
     {
-      me->remove_grob_property ("molecule-callback");
-      // suicide ();
+      SCM ignore_me = beam->get_property ("direction");
+      (void) ignore_me;
+      dir = get_grob_direction (me);
+    }
+  else
+    {
+      SCM dd = me->get_property ("default-direction");
+      dir = to_dir (dd);
+      if (!dir)
+       return me->get_property ("neutral-direction");
     }
   
-  set_spacing_hints (me);
-  return SCM_UNSPECIFIED;
+  return scm_from_int (dir);
 }
 
-
-/*
-  ugh.
-  When in a beam with tuplet brackets, brew_mol is called early,
-  caching a wrong value.
- */
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, height, 2);
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_default_direction, 1);
 SCM
-Stem::height (SCM smob, SCM ax)
+Stem::calc_default_direction (SCM smob)
 {
-  Axis a = (Axis)gh_scm2int (ax);
-  Grob * me = unsmob_grob (smob);
-  assert (a == Y_AXIS);
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
 
-  SCM mol = me->get_uncached_molecule ();
-  Interval iv;
-  if (mol != SCM_EOL)
-    iv = unsmob_molecule (mol)->extent (a);
-  return ly_interval2scm (iv);
+  Direction dir = CENTER;
+  int staff_center = 0;
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (!hp.is_empty ())
+    {
+      int udistance = (int) (UP * hp[UP] - staff_center);
+      int ddistance = (int) (DOWN * hp[DOWN] - staff_center);
+      
+      dir = Direction (sign (ddistance - udistance));
+    }
+  
+  return scm_from_int (dir);
 }
 
 
-/**
-   set stem directions for hinting the optical spacing correction.
-
-   Modifies DIR_LIST property of the Stem's Paper_column
-
-   TODO: more advanced: supply height of noteheads as well, for more advanced spacing possibilities
- */
-void
-Stem::set_spacing_hints (Grob*me) 
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, height, 1);
+SCM
+Stem::height (SCM smob)
 {
-  if (!invisible_b (me))
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  if (!is_normal_stem (me))
+    return ly_interval2scm (Interval ());
+  
+  Direction dir = get_grob_direction (me);
+  
+  Grob *beam = get_beam (me);
+  if (beam)
     {
-      SCM scmdir  = gh_int2scm (get_direction (me));
+      /* trigger set-stem-lengths. */
+      beam->get_property ("quantized-positions");
+    }
 
-      Item* item = dynamic_cast<Item*> (me);
-      Item * col =  item->column_l ();
-      SCM dirlist =col->get_grob_property ("dir-list");
-      if (scm_c_memq (scmdir, dirlist) == SCM_BOOL_F)
+  /*
+    Can't get_stencil (), since that would cache stencils too early.
+    This causes problems with beams.
+   */
+  Stencil *stencil = unsmob_stencil (print (smob));
+  Interval iv = stencil ? stencil->extent (Y_AXIS) : Interval ();
+  if (beam)
+    {
+      if (dir == CENTER)
        {
-         dirlist = gh_cons (scmdir, dirlist);
-         col->set_grob_property ("dir-list", dirlist);
+         programming_error ("no stem direction");
+         dir = UP;
        }
+      iv[dir] += dir * Beam::get_beam_thickness (beam) * 0.5;
     }
+
+  return ly_interval2scm (iv);
 }
 
-Molecule
-Stem::flag (Grob*me)
+Real
+Stem::stem_end_position (Grob *me)
 {
-  /* TODO: rename flag-style into something more appropriate,
-   e.g. "stroke-style", maybe with values "" (i.e. no stroke),
-   "single" and "double".  Needs more discussion.
-  */
-  String style, fstyle, staffline_offs;
-  SCM fst = me->get_grob_property ("flag-style");
-  if (gh_string_p (fst))
-    {
-      fstyle = ly_scm2string (fst);
-    }
+  return robust_scm2double (me->get_property ("stem-end-position"), 0);
+}
 
-  SCM st = me->get_grob_property ("style");
-  if (gh_symbol_p (st))
-    {
-      style = (ly_scm2string (scm_symbol_to_string (st)));
-    }
-  else
-    {
-      style = "";
-    }
-  if (String::compare_i (style, "mensural") == 0)
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_flag, 1);
+SCM
+Stem::calc_flag (SCM smob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+
+  int log = duration_log (me);
+  /*
+    TODO: maybe property stroke-style should take different values,
+    e.g. "" (i.e. no stroke), "single" and "double" (currently, it's
+    '() or "grace").  */
+  string flag_style;
+
+   SCM flag_style_scm = me->get_property ("flag-style");
+  if (scm_is_symbol (flag_style_scm))
+    flag_style = ly_symbol2string (flag_style_scm);
+
+  if (flag_style == "no-flag")
+    return Stencil ().smobbed_copy ();
+
+  bool adjust = true;
+
+  string staffline_offs;
+  if (flag_style == "mensural")
     /* Mensural notation: For notes on staff lines, use different
        flags than for notes between staff lines.  The idea is that
        flags are always vertically aligned with the staff lines,
@@ -517,285 +615,492 @@ Stem::flag (Grob*me)
        touches a staff line.
     */
     {
-      /* Urrgh!  We have to detect wether this stem ends on a staff
-        line or between two staff lines.  But we can not call
-        stem_end_position(me) or get_default_stem_end_position(me),
-        since this encounters the flag and hence results in an
-        infinite recursion.  However, in pure mensural notation,
-        there are no multiple note heads attached to a single stem,
-        neither is there usually need for using the stem_shorten
-        property (except for 32th and 64th notes, but that is not a
-        problem since the stem length in this case is augmented by
-        an integral multiple of staff_space).  Hence, it should be
-        sufficient to just take the first note head, assume it's
-        the only one, look if it's on a staff line, and select the
-        flag's shape accordingly.  In the worst case, the shape
-        looks slightly misplaced, but that will usually be the
-        programmer's fault (e.g. when trying to attach multiple
-        note heads to a single stem in mensural notation).
-
-      */
-       Grob *first = first_head(me);
-       int sz = Staff_symbol_referencer::line_count (me)-1;
-       int p = (int)rint (Staff_symbol_referencer::position_f (first));
-       staffline_offs = (((p ^ sz) & 0x1) == 0) ? "1" : "0";
-    }
+      if (adjust)
+        {
+          int p = (int) (rint (stem_end_position (me)));
+          staffline_offs
+            = Staff_symbol_referencer::on_line (me, p) ? "0" : "1";
+        }
+      else
+        staffline_offs = "2";
+     }
   else
+    staffline_offs = "";
+
+  char dir = (get_grob_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
+  string font_char = flag_style
+    + to_string (dir) + staffline_offs + to_string (log);
+  Font_metric *fm = Font_interface::get_default_font (me);
+  Stencil flag = fm->find_by_name ("flags." + font_char);
+  if (flag.is_empty ())
+    me->warning (_f ("flag `%s' not found", font_char));
+
+  SCM stroke_style_scm = me->get_property ("stroke-style");
+  if (scm_is_string (stroke_style_scm))
     {
-       staffline_offs = "";
-    }
-  char c = (get_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
-  String index_str
-    = String ("flags-") + style + to_str (c) + staffline_offs + to_str (flag_i (me));
-  Molecule m
-    = Font_interface::get_default_font (me)->find_by_name (index_str);
-  if (!fstyle.empty_b ())
-    m.add_molecule (Font_interface::get_default_font (me)->find_by_name (String ("flags-") + to_str (c) + fstyle));
-  return m;
+      string stroke_style = ly_scm2string (stroke_style_scm);
+      if (!stroke_style.empty ())
+        {
+          string font_char = flag_style + to_string (dir) + stroke_style;
+          Stencil stroke = fm->find_by_name ("flags." + font_char);
+          if (stroke.is_empty ())
+            {
+              font_char = to_string (dir) + stroke_style;
+              stroke = fm->find_by_name ("flags." + font_char);
+            }
+          if (stroke.is_empty ())
+            me->warning (_f ("flag stroke `%s' not found", font_char));
+          else
+            flag.add_stencil (stroke);
+        }
+     }
+
+  return flag.smobbed_copy ();
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,dim_callback,2);
+
+Stencil
+Stem::flag (Grob *me)
+{
+  int log = duration_log (me);
+  if (log < 3
+      || unsmob_grob (me->get_object ("beam")))
+    return Stencil ();
+
+  if (!is_normal_stem (me))
+    return Stencil ();
+
+  // This get_property call already evaluates the scheme function with
+  // the grob passed as argument! Thus, we only have to check if a valid
+  // stencil is returned.
+  SCM flag_style_scm = me->get_property ("flag");
+  if (Stencil *flag = unsmob_stencil (flag_style_scm)) {
+    return *flag;
+  } else {
+    return Stencil ();
+  }
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, width, 1);
 SCM
-Stem::dim_callback (SCM e, SCM ax)
-{
-  Axis a = (Axis) gh_scm2int (ax);
-  assert (a == X_AXIS);
-  Grob *se = unsmob_grob (e);
-  Interval r (0, 0);
-  if (unsmob_grob (se->get_grob_property ("beam")) || abs (flag_i (se)) <= 2)
-    ;  // TODO!
+Stem::width (SCM e)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (e);
+
+  Interval r;
+
+  if (is_invisible (me))
+    r.set_empty ();
+  else if (unsmob_grob (me->get_object ("beam"))
+          || abs (duration_log (me)) <= 2)
+    {
+      r = Interval (-1, 1);
+      r *= thickness (me) / 2;
+    }
   else
     {
-      r = flag (se).extent (X_AXIS);
+      r = Interval (-1, 1) * thickness (me) * 0.5;
+      r.unite (flag (me).extent (X_AXIS));
     }
   return ly_interval2scm (r);
 }
 
+Real
+Stem::thickness (Grob *me)
+{
+  return scm_to_double (me->get_property ("thickness"))
+    * Staff_symbol_referencer::line_thickness (me);
+}
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,brew_molecule,1);
-
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, print, 1);
 SCM
-Stem::brew_molecule (SCM smob) 
+Stem::print (SCM smob)
 {
-  Grob*me = unsmob_grob (smob);
-  Molecule mol;
-  Direction d = get_direction (me);
-  
-  
-  Real y1 = Staff_symbol_referencer::position_f (first_head (me));
-  Real y2 = stem_end_position (me);
-  
-  Interval stem_y (y1,y2);
-  stem_y.unite (Interval (y2,y1));
-
-  // dy?
-  Real dy = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2.0;
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Grob *beam = get_beam (me);
     
-  if (Grob *hed = support_head (me))
-    {
-      Interval head_height = hed->extent (hed,Y_AXIS);
-      Real y_attach = Note_head::stem_attachment_coordinate ( hed, Y_AXIS);
+  Stencil mol;
+  Direction d = get_grob_direction (me);
 
-      y_attach = head_height.linear_combination (y_attach);
-      stem_y[Direction (-d)] += d * 2*y_attach;
-    }
-  
-  if (!invisible_b (me))
+  Real stemlet_length = robust_scm2double (me->get_property ("stemlet-length"),
+                                          0.0);
+  bool stemlet = stemlet_length > 0.0;
+
+  /* TODO: make the stem start a direction ?
+     This is required to avoid stems passing in tablature chords.  */
+  Grob *lh
+    = to_boolean (me->get_property ("avoid-note-head"))
+    ? last_head (me)
+    : first_head (me);
+
+  if (!lh && !stemlet)
+    return SCM_EOL;
+
+  if (!lh && stemlet && !beam)
+    return SCM_EOL;
+
+  if (lh && robust_scm2int (lh->get_property ("duration-log"), 0) < 1) 
+    return SCM_EOL;
+
+  if (is_invisible (me))
+    return SCM_EOL;
+
+  Real y2 = robust_scm2double (me->get_property ("stem-end-position"), 0.0);
+  Real y1 = y2;
+  Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) * 0.5;
+
+  if (lh)
+    y2 = Staff_symbol_referencer::get_position (lh);
+  else if (stemlet)
     {
-      Real stem_width = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
-       // URG
-       * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
-      
-      Molecule ss =Lookup::filledbox (Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
-                                          Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy)));
-      mol.add_molecule (ss);
+      Real beam_translation = Beam::get_beam_translation (beam);
+      Real beam_thickness = Beam::get_beam_thickness (beam);
+      int beam_count = beam_multiplicity (me).length () + 1;
+
+      y2 -= d
+       * (0.5 * beam_thickness
+          + beam_translation * max (0, (beam_count - 1))
+          + stemlet_length) / half_space;
     }
 
-  if (!beam_l (me) && abs (flag_i (me)) > 2)
+  Interval stem_y (min (y1, y2), max (y2, y1));
+
+  if (Grob *head = support_head (me))
     {
-      Molecule fl = flag (me);
-      fl.translate_axis (stem_y[d]*dy, Y_AXIS);
-      mol.add_molecule (fl);
+      /*
+       must not take ledgers into account.
+      */
+      Interval head_height = head->extent (head, Y_AXIS);
+      Real y_attach = Note_head::stem_attachment_coordinate (head, Y_AXIS);
+
+      y_attach = head_height.linear_combination (y_attach);
+      stem_y[Direction (-d)] += d * y_attach / half_space;
     }
 
+  // URG
+  Real stem_width = thickness (me);
+  Real blot
+    = me->layout ()->get_dimension (ly_symbol2scm ("blot-diameter"));
+
+  Box b = Box (Interval (-stem_width / 2, stem_width / 2),
+              Interval (stem_y[DOWN] * half_space, stem_y[UP] * half_space));
+
+  Stencil ss = Lookup::round_filled_box (b, blot);
+  mol.add_stencil (ss);
+
+  mol.add_stencil (get_translated_flag (me));
+
   return mol.smobbed_copy ();
 }
 
+Stencil
+Stem::get_translated_flag (Grob *me)
+{
+  Stencil fl = flag (me);
+  if (!fl.is_empty ())
+    {
+      Direction d = get_grob_direction (me);
+      Real blot
+       = me->layout ()->get_dimension (ly_symbol2scm ("blot-diameter"));
+      Real stem_width = thickness (me);
+      Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) * 0.5;
+      Real y2 = robust_scm2double (me->get_property ("stem-end-position"), 0.0);
+      fl.translate_axis (y2 * half_space - d * blot / 2, Y_AXIS);
+      fl.translate_axis (stem_width / 2, X_AXIS);
+    }
+  return fl;
+}
+
+
 /*
   move the stem to right of the notehead if it is up.
- */
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,off_callback,2);
+*/
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, offset_callback, 1);
 SCM
-Stem::off_callback (SCM element_smob, SCM)
+Stem::offset_callback (SCM smob)
 {
-  Grob *me = unsmob_grob (element_smob);
-  
-  Real r=0;
-  if (Grob * f = first_head (me))
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+
+  extract_grob_set (me, "rests", rests);
+  if (rests.size ())
     {
-      Interval head_wid = Note_head::head_extent(f, X_AXIS);
+      Grob *rest = rests.back ();
+      Real r = rest->extent (rest, X_AXIS).center ();
+      return scm_from_double (r);
+    }
 
-      Real attach =
-       Note_head::stem_attachment_coordinate(f, X_AXIS);
+  
+  if (Grob *f = first_head (me))
+    {
+      Interval head_wid = f->extent (f, X_AXIS);
+      Real attach = 0.0;
 
-      Direction d = get_direction (me);
+      if (is_invisible (me))
+       attach = 0.0;
+      else
+       attach = Note_head::stem_attachment_coordinate (f, X_AXIS);
 
+      Direction d = get_grob_direction (me);
       Real real_attach = head_wid.linear_combination (d * attach);
+      Real r = real_attach;
 
-      r = real_attach;
-
-      /*
-       If not centered: correct for stem thickness.
-       */
+      /* If not centered: correct for stem thickness.  */
       if (attach)
        {
-         Real rule_thick
-           = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
-           * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
-
-         
-         r += - d * rule_thick * 0.5;
+         Real rule_thick = thickness (me);
+         r += -d * rule_thick * 0.5;
        }
+      return scm_from_double (r);
     }
-  return gh_double2scm (r);
-}
-
 
+  programming_error ("Weird stem.");
+  return scm_from_double (0.0);
+}
 
-Grob*
-Stem::beam_l (Grob*me)
+Spanner *
+Stem::get_beam (Grob *me)
 {
-  SCM b=  me->get_grob_property ("beam");
-  return unsmob_grob (b);
+  SCM b = me->get_object ("beam");
+  return dynamic_cast<Spanner *> (unsmob_grob (b));
 }
 
-
-// ugh still very long.
 Stem_info
-Stem::calc_stem_info (Grob*me) 
+Stem::get_stem_info (Grob *me)
+{
+  Stem_info si;
+  si.dir_ = get_grob_direction (me);
+  
+  SCM scm_info = me->get_property ("stem-info");
+  si.ideal_y_ = scm_to_double (scm_car (scm_info));
+  si.shortest_y_ = scm_to_double (scm_cadr (scm_info));
+  return si;
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_stem_info, 1);
+SCM
+Stem::calc_stem_info (SCM smob)
 {
-  Grob * beam = beam_l (me);
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Direction my_dir = get_grob_direction (me);
 
-  Direction beam_dir = Directional_element_interface::get (beam);
-  if (!beam_dir)
+  if (!my_dir)
     {
-      programming_error ("Beam dir not set.");
-      beam_dir = UP;
+      programming_error ("no stem dir set");
+      my_dir = UP;
     }
-    
 
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  Real half_space = staff_space / 2;
-  int multiplicity = Beam::get_multiplicity (beam);
+  Grob *beam = get_beam (me);
 
+  if (beam)
+    {
+      (void) beam->get_property ("beaming");
+    }
+  
+  Real beam_translation = Beam::get_beam_translation (beam);
+  Real beam_thickness = Beam::get_beam_thickness (beam);
+  int beam_count = Beam::get_direction_beam_count (beam, my_dir);
+  Real length_fraction
+    = robust_scm2double (me->get_property ("length-fraction"), 1.0);
+
+  /* Simple standard stem length */
+  SCM details = me->get_property ("details");
+  SCM lengths = ly_assoc_get (ly_symbol2scm ("beamed-lengths"), details, SCM_EOL);
+  
+  Real ideal_length
+    = scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1, lengths))
+    * staff_space
+    * length_fraction
+    
+    /* stem only extends to center of beam
+     */
+    - 0.5 * beam_thickness;
 
-  SCM space_proc = beam->get_grob_property ("space-function");
-  SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (multiplicity));
-  Real interbeam_f = gh_scm2double (space) * staff_space;
+  /* Condition: sane minimum free stem length (chord to beams) */
+  lengths = ly_assoc_get (ly_symbol2scm ("beamed-minimum-free-lengths"), details, SCM_EOL);
 
-  Real thick = gh_scm2double (beam->get_grob_property ("thickness"));
-  Stem_info info; 
-  info.idealy_f_ = chord_start_f (me);
+  Real ideal_minimum_free
+    = scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1, lengths))
+    * staff_space
+    * length_fraction;
 
-  // for simplicity, we calculate as if dir == UP
-  info.idealy_f_ *= beam_dir;
-  SCM grace_prop = me->get_grob_property ("grace");
+  Real height_of_my_trem = 0.0;
+  Grob *trem = unsmob_grob (me->get_object ("tremolo-flag"));
+  if (trem)
+    {
+      height_of_my_trem
+       = Stem_tremolo::vertical_length (trem)
+        /* hack a bit of space around the trem. */
+        + beam_translation;
+    }
 
-  bool grace_b = to_boolean (grace_prop);
   
-  Array<Real> a;
-  SCM s;
-  
-  s = me->get_grob_property ("beamed-minimum-lengths");
-  a.clear ();
-  for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = ly_cdr (q))
-    a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
+  /* UGH
+     It seems that also for ideal minimum length, we must use
+     the maximum beam count (for this direction):
 
+     \score{ \notes\relative c''{ [a8 a32] }}
 
-  Real minimum_length = a[multiplicity <? (a.size () - 1)] * staff_space;
-  s = me->get_grob_property ("beamed-lengths");
+     must be horizontal. */
+  Real height_of_my_beams = beam_thickness
+    + (beam_count - 1) * beam_translation;
 
-  a.clear ();
-  for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = ly_cdr (q))
-    a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
+  Real ideal_minimum_length = ideal_minimum_free
+    + height_of_my_beams
+    + height_of_my_trem
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
 
-  Real stem_length =  a[multiplicity <? (a.size () - 1)] * staff_space;
+  ideal_length = max (ideal_length, ideal_minimum_length);
 
-  if (!beam_dir || (beam_dir == Directional_element_interface::get (me)))
-    /* normal beamed stem */
-    {
-      if (multiplicity)
-       {
-         info.idealy_f_ += thick + (multiplicity - 1) * interbeam_f;
-       }
-      info.miny_f_ = info.idealy_f_;
-      info.maxy_f_ = INT_MAX;
+  /* Convert to Y position, calculate for dir == UP */
+  Real note_start
+    =     /* staff positions */
+    head_positions (me)[my_dir] * 0.5
+    * my_dir * staff_space;
+  Real ideal_y = note_start + ideal_length;
 
-      info.idealy_f_ += stem_length;
-      info.miny_f_ += minimum_length;
+  /* Conditions for Y position */
 
-      /*
-       lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
+  /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
 
-       Hmm, reference (Wanske?)
+  Reference?
 
-       Although this (additional) rule is probably correct,
-       I expect that highest beam (UP) should also never be lower
-       than middle staffline, just as normal stems.
-       
-      */
-      bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
-      if (!grace_b && !no_extend_b)
-       {
-         /* highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
-            staffline
-            lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
-          */
-         info.miny_f_ =
-           info.miny_f_ >? 0
-           >? (- 2 * half_space - thick
-               + (multiplicity > 0) * thick
-               + interbeam_f * (multiplicity - 1));
-       }
-    }
-  else
-    /* knee */
-    {
-      info.idealy_f_ -= thick;
-      info.maxy_f_ = info.idealy_f_;
-      info.miny_f_ = -INT_MAX;
+  Although this (additional) rule is probably correct,
+  I expect that highest beam (UP) should also never be lower
+  than middle staffline, just as normal stems.
 
-      info.idealy_f_ -= stem_length;
-      info.maxy_f_ -= minimum_length;
-    }
-  
-  info.idealy_f_ = (info.maxy_f_ <? info.idealy_f_) >? info.miny_f_;
+  Reference?
 
-  s = beam->get_grob_property ("shorten");
-  if (gh_number_p (s))
-    info.idealy_f_ -= gh_scm2double (s);
+  Obviously not for grace beams.
 
- Grob *common = me->common_refpoint (beam, Y_AXIS);
-  Real interstaff_f = beam_dir *
- (me->relative_coordinate (common, Y_AXIS)
-     - beam->relative_coordinate (common, Y_AXIS));
+  Also, not for knees.  Seems to be a good thing. */
+  bool no_extend = to_boolean (me->get_property ("no-stem-extend"));
+  bool is_knee = to_boolean (beam->get_property ("knee"));
+  if (!no_extend && !is_knee)
+    {
+      /* Highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
+        staffline */
+      ideal_y = max (ideal_y, 0.0);
+      /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline */
+      ideal_y = max (ideal_y, (-staff_space
+                              - beam_thickness + height_of_my_beams));
+    }
+
+  ideal_y -= robust_scm2double (beam->get_property ("shorten"), 0);
 
-  info.idealy_f_ += interstaff_f;
-  info.miny_f_ += interstaff_f;
-  info.maxy_f_ += interstaff_f ;
+  SCM bemfl = ly_assoc_get (ly_symbol2scm ("beamed-extreme-minimum-free-lengths"),
+                           details, SCM_EOL);
+  
+  Real minimum_free
+    = scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1, bemfl))
+    * staff_space
+    * length_fraction;
+
+  Real minimum_length = max (minimum_free, height_of_my_trem)
+    + height_of_my_beams
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
+
+  ideal_y *= my_dir;
+  Real minimum_y = note_start + minimum_length;
+  Real shortest_y = minimum_y * my_dir;
+
+  return scm_list_2 (scm_from_double (ideal_y),
+                    scm_from_double (shortest_y));
+}
 
-  return info;
+Slice
+Stem::beam_multiplicity (Grob *stem)
+{
+  SCM beaming = stem->get_property ("beaming");
+  Slice le = int_list_to_slice (scm_car (beaming));
+  Slice ri = int_list_to_slice (scm_cdr (beaming));
+  le.unite (ri);
+  return le;
 }
 
 bool
-Stem::has_interface (Grob*m)
+Stem::is_cross_staff (Grob *stem)
+{
+  Grob *beam = unsmob_grob (stem->get_object ("beam"));
+  return beam && Beam::is_cross_staff (beam);
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_cross_staff, 1)
+SCM
+Stem::calc_cross_staff (SCM smob)
 {
-  return m && m->has_interface (ly_symbol2scm ("stem-interface"));
+  return scm_from_bool (is_cross_staff (unsmob_grob (smob)));
+}
+
+/* FIXME:  Too many properties  */
+ADD_INTERFACE (Stem,
+              "The stem represents the graphical stem.  In addition, it"
+              " internally connects note heads, beams, and tremolos.  Rests"
+              " and whole notes have invisible stems.\n"
+              "\n"
+              "The following properties may be set in the @code{details}"
+              " list.\n"
+              "\n"
+              "@table @code\n"
+              "@item beamed-lengths\n"
+              "List of stem lengths given beam multiplicity.\n"
+              "@item beamed-minimum-free-lengths\n"
+              "List of normal minimum free stem lengths (chord to beams)"
+              " given beam multiplicity.\n"
+              "@item beamed-extreme-minimum-free-lengths\n"
+              "List of extreme minimum free stem lengths (chord to beams)"
+              " given beam multiplicity.\n"
+              "@item lengths\n"
+              "Default stem lengths.  The list gives a length for each"
+              " flag count.\n"
+              "@item stem-shorten\n"
+              "How much a stem in a forced direction should be shortened."
+              "  The list gives an amount depending on the number of flags"
+              " and beams.\n"
+              "@end table\n",
+
+              /* properties */
+              "avoid-note-head "
+              "beam "
+              "beaming "
+              "beamlet-default-length "
+              "beamlet-max-length-proportion "
+              "default-direction "
+              "details "
+              "direction "
+              "duration-log "
+              "flag "
+              "flag-style "
+              "french-beaming "
+              "length "
+              "length-fraction "
+              "max-beam-connect "
+              "neutral-direction "
+              "no-stem-extend "
+              "note-heads "
+              "positioning-done "
+              "rests "
+              "stem-end-position "
+              "stem-info "
+              "stemlet-length "
+              "stroke-style "
+              "thickness "
+              "tremolo-flag "
+              );
+
+/****************************************************************/
+
+Stem_info::Stem_info ()
+{
+  ideal_y_ = shortest_y_ = 0;
+  dir_ = CENTER;
 }
 
 void
-Stem::set_interface (Grob*me)
-{    
-  me->set_interface (ly_symbol2scm ("stem-interface"));
+Stem_info::scale (Real x)
+{
+  ideal_y_ *= x;
+  shortest_y_ *= x;
 }